66
Maa- ja elintarviketalous 27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia, taseita ja riskejä Ympäristö Ritva Mäkelä-Kurtto, Kimmo Louekari, Sari Nummivuori, Jouko Sippola, Marika Kaasalainen, Erna Kuusisto, Virpi Virtanen, Reijo Salminen, Timo Tarvainen ja Jukka Malm

Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus

Maa- ja elintarviketalous 2751 s 12 liitettauml

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

ISBN 951-729-769-6 (Painettu)ISBN 951-729-770-X (Verkkojulkaisu)

ISSN 1458-5073 (Painettu)ISSN 1458-5081 (Verkkojulkaisu)

wwwmttfimetpdfmet27pdfCopyright

MTTKirjoittajat

Julkaisija ja kustantajaMTT 31600 Jokioinen

Jakelu ja myyntiMTT Tietopalvelut 31600 Jokioinen

Puhelin (03) 4188 2327 telekopio (03) 4188 2339saumlhkoumlposti julkaisutmttfi

Julkaisuvuosi2003

Kannen kuvaRitva Maumlkelauml-Kurtto

PainopaikkaData Com Finland Oy

3

Kadmium Suomen peltoekosysteemeissaumlpitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) ja Jukka Malm3)

1) MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) Ympaumlristoumlntutkimus 31600 Jokioinen ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) TTL (Tyoumlterveyslaitos) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkouml Topeliuksenkatu 41 a A 00250 Helsinki kimmolouekarittlfi3) SYKE (Suomen ympaumlristoumlkeskus) Kemikaaliyksikkouml PL 140 00251 Helsinki sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GTK (Geologian tutkimuskeskus) Espoon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml PL 96 02151 Espoo ernakuusistogtkfi reijosalminengtkfi timotarvainengtkfi

TiivistelmaumlTutkimuksen tavoitteena oli tuottaa ajankohtaista tietoa ja sadan vuoden en-nusteita kadmiumin pitoisuuksista taseista ja riskeistauml Suomen peltoekosys-teemeissauml Maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 maanaumlytteestauml kyllaumls-tysuuttoa kaumlyttaumlen Mittaustuloksista johdettiin matemaattinen yhtaumllouml jonkaavulla laskettiin maaveden kadmiumpitoisuus 338 maanaumlytteessauml joista maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuus kansainvaumllisellauml standardimene-telmaumlllauml Tuloksia tarkasteltiin maalajiryhmittaumlin ja alueittain

Kansainvaumllisillauml malleilla selvitettiin nykyisiauml ja ennustettiin tulevia kad-miumtaseita ja -riskejauml kun fosforilannoitteet sisaumllsivaumlt eri maumlaumlriauml kad-miumia Sitauml oli joko tavanomainen suomalainen pitoisuus 25 mgkg fosfo-ria (P) Suomessa suurin sallittu pitoisuus 50 mgkg P tai eurooppalainenkeskivertopitoisuus 138 mgkg P Viljelykasveina olivat vehnauml peruna jasokerijuurikas

Fosforilannoitteiden osuus peltojen kadmiumkuormituksesta oli 1095 Lannoitteiden nykyinen kadmiumpitoisuus naumlytti turvaavan kadmiumkuor-mitusten ja -poistumien tasapainon peltomaassa sadan vuoden kuluttuakinJos kadmiumpitoisuus nousisi taumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolleseuraavan sadan vuoden aikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuus kas-vaisi 1050 lla ja satojen 515 lla Sen sijaan eurooppalaisia keskiver-tolannoitteita kaumlyttaumlen maan ja maaveden kadmiumpitoisuus nousisi Suomes-sa sadan vuoden kuluessa 50150 ja viljelykasvien 2040 Eniten kas-vaisi vehnaumln ja vaumlhiten sokerijuurikkaan kadmiumpitoisuus Eniten maan jamaaveden kadmiumpitoisuus suurenisi perunan viljelyssauml ja vaumlhiten sokeri-juurikkaan viljelyssauml Jo Suomessa suurimman sallitun maumlaumlraumln kadmiumiasisaumlltaumlvaumlt fosforilannoitteet heikentaumlisivaumlt viljelymaan satojen ja vesien laa-tua sekauml lisaumlisivaumlt ympaumlristouml- ja terveysriskejauml Niinpauml fosforilannoitteidenkadmiumpitoisuuden tulisi pysyauml Suomessa pienenauml jos haluamme pitkaumlllauml

4

taumlhtaumlimellauml huolehtia elintarvikkeiden turvallisuudesta ympaumlristoumln puhtau-desta ja kestaumlvaumlstauml kehityksestauml

Avainsanat kadmium fosfori lannoitteet viljelymaa maavesi vehnauml peru-na sokerijuurikas huuhtoutuminen ennuste riskit ympaumlristouml terveys

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 2: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus

Maa- ja elintarviketalous 2751 s 12 liitettauml

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

ISBN 951-729-769-6 (Painettu)ISBN 951-729-770-X (Verkkojulkaisu)

ISSN 1458-5073 (Painettu)ISSN 1458-5081 (Verkkojulkaisu)

wwwmttfimetpdfmet27pdfCopyright

MTTKirjoittajat

Julkaisija ja kustantajaMTT 31600 Jokioinen

Jakelu ja myyntiMTT Tietopalvelut 31600 Jokioinen

Puhelin (03) 4188 2327 telekopio (03) 4188 2339saumlhkoumlposti julkaisutmttfi

Julkaisuvuosi2003

Kannen kuvaRitva Maumlkelauml-Kurtto

PainopaikkaData Com Finland Oy

3

Kadmium Suomen peltoekosysteemeissaumlpitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) ja Jukka Malm3)

1) MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) Ympaumlristoumlntutkimus 31600 Jokioinen ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) TTL (Tyoumlterveyslaitos) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkouml Topeliuksenkatu 41 a A 00250 Helsinki kimmolouekarittlfi3) SYKE (Suomen ympaumlristoumlkeskus) Kemikaaliyksikkouml PL 140 00251 Helsinki sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GTK (Geologian tutkimuskeskus) Espoon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml PL 96 02151 Espoo ernakuusistogtkfi reijosalminengtkfi timotarvainengtkfi

TiivistelmaumlTutkimuksen tavoitteena oli tuottaa ajankohtaista tietoa ja sadan vuoden en-nusteita kadmiumin pitoisuuksista taseista ja riskeistauml Suomen peltoekosys-teemeissauml Maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 maanaumlytteestauml kyllaumls-tysuuttoa kaumlyttaumlen Mittaustuloksista johdettiin matemaattinen yhtaumllouml jonkaavulla laskettiin maaveden kadmiumpitoisuus 338 maanaumlytteessauml joista maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuus kansainvaumllisellauml standardimene-telmaumlllauml Tuloksia tarkasteltiin maalajiryhmittaumlin ja alueittain

Kansainvaumllisillauml malleilla selvitettiin nykyisiauml ja ennustettiin tulevia kad-miumtaseita ja -riskejauml kun fosforilannoitteet sisaumllsivaumlt eri maumlaumlriauml kad-miumia Sitauml oli joko tavanomainen suomalainen pitoisuus 25 mgkg fosfo-ria (P) Suomessa suurin sallittu pitoisuus 50 mgkg P tai eurooppalainenkeskivertopitoisuus 138 mgkg P Viljelykasveina olivat vehnauml peruna jasokerijuurikas

Fosforilannoitteiden osuus peltojen kadmiumkuormituksesta oli 1095 Lannoitteiden nykyinen kadmiumpitoisuus naumlytti turvaavan kadmiumkuor-mitusten ja -poistumien tasapainon peltomaassa sadan vuoden kuluttuakinJos kadmiumpitoisuus nousisi taumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolleseuraavan sadan vuoden aikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuus kas-vaisi 1050 lla ja satojen 515 lla Sen sijaan eurooppalaisia keskiver-tolannoitteita kaumlyttaumlen maan ja maaveden kadmiumpitoisuus nousisi Suomes-sa sadan vuoden kuluessa 50150 ja viljelykasvien 2040 Eniten kas-vaisi vehnaumln ja vaumlhiten sokerijuurikkaan kadmiumpitoisuus Eniten maan jamaaveden kadmiumpitoisuus suurenisi perunan viljelyssauml ja vaumlhiten sokeri-juurikkaan viljelyssauml Jo Suomessa suurimman sallitun maumlaumlraumln kadmiumiasisaumlltaumlvaumlt fosforilannoitteet heikentaumlisivaumlt viljelymaan satojen ja vesien laa-tua sekauml lisaumlisivaumlt ympaumlristouml- ja terveysriskejauml Niinpauml fosforilannoitteidenkadmiumpitoisuuden tulisi pysyauml Suomessa pienenauml jos haluamme pitkaumlllauml

4

taumlhtaumlimellauml huolehtia elintarvikkeiden turvallisuudesta ympaumlristoumln puhtau-desta ja kestaumlvaumlstauml kehityksestauml

Avainsanat kadmium fosfori lannoitteet viljelymaa maavesi vehnauml peru-na sokerijuurikas huuhtoutuminen ennuste riskit ympaumlristouml terveys

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 3: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

ISBN 951-729-769-6 (Painettu)ISBN 951-729-770-X (Verkkojulkaisu)

ISSN 1458-5073 (Painettu)ISSN 1458-5081 (Verkkojulkaisu)

wwwmttfimetpdfmet27pdfCopyright

MTTKirjoittajat

Julkaisija ja kustantajaMTT 31600 Jokioinen

Jakelu ja myyntiMTT Tietopalvelut 31600 Jokioinen

Puhelin (03) 4188 2327 telekopio (03) 4188 2339saumlhkoumlposti julkaisutmttfi

Julkaisuvuosi2003

Kannen kuvaRitva Maumlkelauml-Kurtto

PainopaikkaData Com Finland Oy

3

Kadmium Suomen peltoekosysteemeissaumlpitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) ja Jukka Malm3)

1) MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) Ympaumlristoumlntutkimus 31600 Jokioinen ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) TTL (Tyoumlterveyslaitos) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkouml Topeliuksenkatu 41 a A 00250 Helsinki kimmolouekarittlfi3) SYKE (Suomen ympaumlristoumlkeskus) Kemikaaliyksikkouml PL 140 00251 Helsinki sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GTK (Geologian tutkimuskeskus) Espoon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml PL 96 02151 Espoo ernakuusistogtkfi reijosalminengtkfi timotarvainengtkfi

TiivistelmaumlTutkimuksen tavoitteena oli tuottaa ajankohtaista tietoa ja sadan vuoden en-nusteita kadmiumin pitoisuuksista taseista ja riskeistauml Suomen peltoekosys-teemeissauml Maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 maanaumlytteestauml kyllaumls-tysuuttoa kaumlyttaumlen Mittaustuloksista johdettiin matemaattinen yhtaumllouml jonkaavulla laskettiin maaveden kadmiumpitoisuus 338 maanaumlytteessauml joista maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuus kansainvaumllisellauml standardimene-telmaumlllauml Tuloksia tarkasteltiin maalajiryhmittaumlin ja alueittain

Kansainvaumllisillauml malleilla selvitettiin nykyisiauml ja ennustettiin tulevia kad-miumtaseita ja -riskejauml kun fosforilannoitteet sisaumllsivaumlt eri maumlaumlriauml kad-miumia Sitauml oli joko tavanomainen suomalainen pitoisuus 25 mgkg fosfo-ria (P) Suomessa suurin sallittu pitoisuus 50 mgkg P tai eurooppalainenkeskivertopitoisuus 138 mgkg P Viljelykasveina olivat vehnauml peruna jasokerijuurikas

Fosforilannoitteiden osuus peltojen kadmiumkuormituksesta oli 1095 Lannoitteiden nykyinen kadmiumpitoisuus naumlytti turvaavan kadmiumkuor-mitusten ja -poistumien tasapainon peltomaassa sadan vuoden kuluttuakinJos kadmiumpitoisuus nousisi taumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolleseuraavan sadan vuoden aikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuus kas-vaisi 1050 lla ja satojen 515 lla Sen sijaan eurooppalaisia keskiver-tolannoitteita kaumlyttaumlen maan ja maaveden kadmiumpitoisuus nousisi Suomes-sa sadan vuoden kuluessa 50150 ja viljelykasvien 2040 Eniten kas-vaisi vehnaumln ja vaumlhiten sokerijuurikkaan kadmiumpitoisuus Eniten maan jamaaveden kadmiumpitoisuus suurenisi perunan viljelyssauml ja vaumlhiten sokeri-juurikkaan viljelyssauml Jo Suomessa suurimman sallitun maumlaumlraumln kadmiumiasisaumlltaumlvaumlt fosforilannoitteet heikentaumlisivaumlt viljelymaan satojen ja vesien laa-tua sekauml lisaumlisivaumlt ympaumlristouml- ja terveysriskejauml Niinpauml fosforilannoitteidenkadmiumpitoisuuden tulisi pysyauml Suomessa pienenauml jos haluamme pitkaumlllauml

4

taumlhtaumlimellauml huolehtia elintarvikkeiden turvallisuudesta ympaumlristoumln puhtau-desta ja kestaumlvaumlstauml kehityksestauml

Avainsanat kadmium fosfori lannoitteet viljelymaa maavesi vehnauml peru-na sokerijuurikas huuhtoutuminen ennuste riskit ympaumlristouml terveys

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 4: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

3

Kadmium Suomen peltoekosysteemeissaumlpitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) ja Jukka Malm3)

1) MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) Ympaumlristoumlntutkimus 31600 Jokioinen ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) TTL (Tyoumlterveyslaitos) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkouml Topeliuksenkatu 41 a A 00250 Helsinki kimmolouekarittlfi3) SYKE (Suomen ympaumlristoumlkeskus) Kemikaaliyksikkouml PL 140 00251 Helsinki sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GTK (Geologian tutkimuskeskus) Espoon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml PL 96 02151 Espoo ernakuusistogtkfi reijosalminengtkfi timotarvainengtkfi

TiivistelmaumlTutkimuksen tavoitteena oli tuottaa ajankohtaista tietoa ja sadan vuoden en-nusteita kadmiumin pitoisuuksista taseista ja riskeistauml Suomen peltoekosys-teemeissauml Maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 maanaumlytteestauml kyllaumls-tysuuttoa kaumlyttaumlen Mittaustuloksista johdettiin matemaattinen yhtaumllouml jonkaavulla laskettiin maaveden kadmiumpitoisuus 338 maanaumlytteessauml joista maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuus kansainvaumllisellauml standardimene-telmaumlllauml Tuloksia tarkasteltiin maalajiryhmittaumlin ja alueittain

Kansainvaumllisillauml malleilla selvitettiin nykyisiauml ja ennustettiin tulevia kad-miumtaseita ja -riskejauml kun fosforilannoitteet sisaumllsivaumlt eri maumlaumlriauml kad-miumia Sitauml oli joko tavanomainen suomalainen pitoisuus 25 mgkg fosfo-ria (P) Suomessa suurin sallittu pitoisuus 50 mgkg P tai eurooppalainenkeskivertopitoisuus 138 mgkg P Viljelykasveina olivat vehnauml peruna jasokerijuurikas

Fosforilannoitteiden osuus peltojen kadmiumkuormituksesta oli 1095 Lannoitteiden nykyinen kadmiumpitoisuus naumlytti turvaavan kadmiumkuor-mitusten ja -poistumien tasapainon peltomaassa sadan vuoden kuluttuakinJos kadmiumpitoisuus nousisi taumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolleseuraavan sadan vuoden aikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuus kas-vaisi 1050 lla ja satojen 515 lla Sen sijaan eurooppalaisia keskiver-tolannoitteita kaumlyttaumlen maan ja maaveden kadmiumpitoisuus nousisi Suomes-sa sadan vuoden kuluessa 50150 ja viljelykasvien 2040 Eniten kas-vaisi vehnaumln ja vaumlhiten sokerijuurikkaan kadmiumpitoisuus Eniten maan jamaaveden kadmiumpitoisuus suurenisi perunan viljelyssauml ja vaumlhiten sokeri-juurikkaan viljelyssauml Jo Suomessa suurimman sallitun maumlaumlraumln kadmiumiasisaumlltaumlvaumlt fosforilannoitteet heikentaumlisivaumlt viljelymaan satojen ja vesien laa-tua sekauml lisaumlisivaumlt ympaumlristouml- ja terveysriskejauml Niinpauml fosforilannoitteidenkadmiumpitoisuuden tulisi pysyauml Suomessa pienenauml jos haluamme pitkaumlllauml

4

taumlhtaumlimellauml huolehtia elintarvikkeiden turvallisuudesta ympaumlristoumln puhtau-desta ja kestaumlvaumlstauml kehityksestauml

Avainsanat kadmium fosfori lannoitteet viljelymaa maavesi vehnauml peru-na sokerijuurikas huuhtoutuminen ennuste riskit ympaumlristouml terveys

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 5: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

4

taumlhtaumlimellauml huolehtia elintarvikkeiden turvallisuudesta ympaumlristoumln puhtau-desta ja kestaumlvaumlstauml kehityksestauml

Avainsanat kadmium fosfori lannoitteet viljelymaa maavesi vehnauml peru-na sokerijuurikas huuhtoutuminen ennuste riskit ympaumlristouml terveys

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 6: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

5

Cadmium in Finnish agro-ecosystemsconcentrations balances and risks

Ritva Maumlkelauml-Kurtto1) Kimmo Louekari2) Sari Nummivuori3) Jouko Sippola1) Marika Kaasalainen1) Erna Kuusisto4) Virpi Virtanen3)

Reijo Salminen4) Timo Tarvainen4) and Jukka Malm 3)

1) MTT (Agrifood Research Finland) Environmental Research FIN-31600 Jokioinen Finland ritvamakela-kurttomttfi joukosippolamttfi marikakaasalainenmttfi2) FIOH (Finnish Institute of Occupational Health) Department of Industrial Hygiene and Toxicology Unit of Toxicological Risk Assessment Topeliuksenkatu 41 a A FIN-00250 Helsinki Finland kimmolouekarittlfi3) SYKE (Finnish Environment Institute) Chemicals Division PO Box 140 FIN-00251 Helsinki Finland sarinummivuoriymparistofi virpivirtanenymparistofi jukkamalmymparistofi4) GSF (Geological Survey of Finland) Espoo Unit Quaternary Deposits and Environmental Geology PO Box 96 FIN-02151 Espoo Finland ernakuusistogsffi reijosalminengsffi timotarvianengsffi

AbstractThe aim of this study was to produce current scientific data and 100-yearscenarios on concentrations balances and risks in the Finnish agro-ecosystems Total concentrations of cadmium in 338 cultivated soils weredetermined by an international standard method Concentrations of cadmiumin soil water of 16 soil samples were measured from the soil extracts satu-rated with water With an aid of an algorithm derived from the 16 measure-ments soil water concentrations of cadmium in the 338 samples was esti-mated Results were presented by soil type groups and by regions

We carried out balance calculations and risk assessments of three cadmiumconcentration levels of phosphorus (P) fertilisers by using international mod-els The levels tested were as follows 25 mgkg P the present cadmiumconcentration in Finnish P-fertilisers 50 mgkg P a maximum allowablecadmium concentration in the P-fertilisers in Finland and 138 mgkg P anaverage cadmium concentration in the P-fertilisers in Europe Three cropswheat potato and sugar beet were used in the tests Phosphorus fertilisersaccounted for 10-95 of the total cadmium input to the cultivated soils Atthe existing cadmium level of the domestic fertilisers cadmium inputs andoutputs seemed to be balanced If the cadmium level reached the Finnishlimit value for P-fertilisers then after 100 years the cadmium concentrationsin soils and soil waters would increase by 10-50 and in crops by 5-15 Ifthe P-fertilisers of typical European cadmium level were used in Finlandincreases in soils and soil waters would be 50-150 and in crops 20-40during the same period A change in the crop cadmium would be the largestin wheat and the least in sugar beet The biggest rise in the soil and soil watercadmium would occur in the potato cultivation and the smallest one in the

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 7: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

6

sugar beet cultivation It is obvious that the use of the P-fertilisers with themaximum allowable cadmium content in Finland would have harmful effectson the quality of soils waters and crops and would increase health and envi-ronmental risks Therefore it would be better to use the low-cadmium P-fertilisers in order to maintain safety of foodstuffs a clean environment andsustainable development

Key words phosphorus fertiliser cultivated soil soil water cultivated plantleaching mass balance risk assessment environment health scenario

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 8: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

7

Alkusanat ja kiitoksetTaumlssauml raportissa esitetaumlaumln tutkimustulokset Maa- ja metsaumltalousministerioumlnluonnonvarojen kestaumlvaumln kaumlytoumln yhteistutkimushankkeesta nimeltaumlKadmiumin kokonaispitoisuuden ja liukoisuuden maumlaumlrittaumlminen viljely-maasta riskien arviointia ja hallintaa varten (2001-2002) projektinumero310907 vuonna 2001 ja 310901 vuonna 2002 Hanketta MMMssauml seurasivatympaumlristoumlylitarkastaja Heikki Granholm ja ylitarkastaja Elina Nikkola

Hankkeen vastuullinen johtaja oli vanhempi tutkija FM Ritva Maumlkelauml-Kurtto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Ympaumlristoumln-tutkimus josta hankkeeseen osallistuivat myoumls professori MMT Jouko Sip-pola kemisti FM Marika Kaasalainen laboratoriomestari laboratorioteknik-ko Taina Lilja laboratoriomestari Luk Leila Lindstedt ja laborantti PirjoKujansuu Muut osallistuvat tahot olivat Suomen ympaumlristoumlkeskus (SYKE)Kemikaaliyksikkouml yksikoumlnpaumlaumlllikkouml MMM Jukka Malm ylitarkastajaMMM Sari Nummivuori ja ylitarkastaja FM Virpi Virtanen Tyoumlterveyslai-tos (TTL) Tyoumlhygienian ja toksikologian osasto Riskinarviointiyksikkoumlerikoistutkija FT Kimmo Louekari Geologian tutkimuskeskus (GTK) Es-poon yksikkouml Maaperauml ja ympaumlristouml tutkimusprofessori FT Reijo Salminenerikoistutkija FT Timo Tarvainen ja tutkija geologi FK Erna Kuusisto Hel-singin yliopisto (HY) Maatalous-metsaumltieteellinen tiedekunta Soveltavankemian ja mikrobiologian laitos Maa- ja ympaumlristoumlkemia professori MMTHelinauml Hartikainen ja harjoittelija mmyo Elina Kerko

MTT vastasi viljelymaiden ja maaveden kadmiumpitoisuusmaumlaumlrityksistaumljotka tehtiin vuoden 2001 aikana Analyysit suoritettiin MTTn laboratoriontiloissa ja laitteilla Analysointityoumlhoumln osallistui myoumls HY maatalous-metsaumltieteellisen tiedekunnan opiskelija harjoittelutyoumlnaumlaumln Vuoden 2001aikana MTTssauml aloitettiin myoumls kadmiumtaseita koskevat mallilaskelmatVuonna 2002 saatettiin paumlaumlosin loppuun analyysitulosten tilastolliset kaumlsitte-lyt taselaskelmat ja riskien arvioinnit SYKE vastasi kadmiumin ympaumlristouml-riskien arvioinnista ja TTL terveysriskien arvioinnista Tutkimushankkeessahyoumldynnettiin GTKn tulosaineistoja ja GTK osallistui tutkimustulosten tul-kintaan ja julkaisujen kirjoittamiseen Tarvittavat toimenpide-ehdotukset ja-suositukset kadmiumriskien hallintaa varten mietittiin yhdessauml kaikkien tut-kimukseen osallistuneiden tahojen kanssa

Tekijaumlt lausuvat parhaat kiitoksensa Maa- ja metsaumltalousministerioumllle saa-mastaan taloudellisesta tuesta sekauml myoumls kaikille hanketta tavalla tai toisellaedistaumlneille henkiloumlille Naumlistauml erikseen mainittakoon erikoistutkija ATK-suunnittelija Kaarina Greacutek joka suoritti tulosaineiston tilastollista kaumlsittelyaumlja valmisti tuloksista teemakarttoja ja projektipaumlaumlllikkouml merkonomi LeifSoumlderlund joka teki englanninkielen tarkastuksen

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 9: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

8

Sisaumlllysluettelo

1 Johdanto 9

2 Aineisto ja menetelmaumlt 12

21 Maanaumlytteet 12

22 Maa- ja maavesianalyysit 14

23 Taselaskelmat 15

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi 17

25 Terveysriskien arviointi 18

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu 18

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml 18

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa 18

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet 22

313 Kadmiumtaseet 25

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit 31

33 Kadmiumin terveysriskit 33

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista 33

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinenyhteys 36

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen 37

334 Riskin luonnehdinta 40

4 Yhteenveto 41

5 Kirjallisuus 44

6 Liitteet 52

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 10: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

9

1 JohdantoKadmium on kalkofiilinen eli luonnon ympaumlristoumlssauml rikin kanssa helpostikemiallisia yhdisteitauml muodostava alkuaine Se kuuluu samaan jaksollisenjaumlrjestelmaumln alkuaineryhmaumlaumln kuin sinkki ja muistuttaa sinkkiauml suuresti ke-miallisilta ominaisuuksiltaan Kadmium ja sinkki voivatkin korvata toisiaanmineraaleissa ja orgaanisissa yhdisteissauml (Sahama 1947) Magmaattisissaprosesseissa kadmium keraumlaumlntyy varhaismagmaattiseen sulfidisulaan ja ki-teytyy siitauml viimeisimmissauml vaiheissa hydrotermisiin muodostumiin yhdessaumlsinkin kanssa Itsenaumliset kadmiummineraalit (greenockiitti CdS octaviittiCdCO3 monteponiitti CdO) ovat luonnossa hyvin harvinaisia ja esiintyvaumltlaumlhinnauml sinkkivaumllkkeen rapautumispinnoilla Kadmiumin paumlaumlasiallinen esiin-tyminen onkin juuri sinkkivaumllkkeen hilassa Myoumls muut sinkkimineraalitsamoin kuin lyijymineraalitkin voivat sisaumlltaumlauml merkittaumlviauml maumlaumlriauml kadmiumiaSinkkivaumllke voi sisaumlltaumlauml kadmiumia 05 ja smithsoniitti jopa 5

Maankuoren keskimaumlaumlraumliseksi kadmiumpitoisuudeksi ilmoitetaan 01-015mgkg (Wedepohl 1995 Taylor amp McLennan 1995 Lide 1996) Kivilajeissakorkeimmat kadmiumpitoisuudet on tavattu merellistauml alkuperaumlauml olevissametamorfisissa liuskeissa joiden keskipitoisuudeksi on arvioitu 025 mgkgmustaliuskeissa ja eraumlissauml fosforiiteissa on todettu satunnaisesti paljon korke-ampiakin luonnollisia pitoisuuksia (jopa 15 mgkg) graniiteissa keskimaumlaumlraumli-nen pitoisuus on 01 mgkg emaumlksisissauml kivissauml (gabro basaltti) 02 mgkg(Reimann amp Caritat 1998) Alhaisimmat pitoisuudet kivilajeissa ovat ultra-emaumlksisissauml kivissauml ja hiekkakivissauml (lt005 mgkg) Kivihiilen keskimaumlaumlraumli-nen Cd-pitoisuus on 1 mgkg ja hiilen poltto onkin yksi merkittaumlvimpiaumlkadmiumin laumlhteitauml luonnossa (Tauber 1988)

Suomen kallioperaumlssauml kadmiumpitoisuudet ovat yleensauml alhaisia Hiemankohonneita pitoisuuksia tavataan Laatokka-Peraumlmeri -vyoumlhykkeen vulkaanis-peraumlisten sinkkimalmien yhteydessauml (Papunen 1986) Outokummun seudunsulfidimineralisaatiot ja mustaliuskeet sisaumlltaumlvaumlt myoumls kohonneita kadmium-pitoisuuksia

Rapautumisessa vapautuva kadmium kulkeutuu happamassa vedessauml paumlaumlasi-assa Cd2+- ionina mutta voi muodostaa myoumls komplekseja Cl-- ja SO4

2- -ionien ja humuksen kanssa Rauta- ja mangaanisaostumat yhdessauml maan hu-muspitoisen pintaosan kanssa sitovat kadmiumia ja kontrolloivat siten vedenCd-pitoisuuksia Sorakuopissa joissa maan humuspitoinen pidaumlttaumlvauml pinta-kerros on poistettu kadmiumia saattaa esteettauml paumlaumlstauml pohja- ja pintavesiinSuomen peltomaille tyypillinen suuri humusaineen maumlaumlrauml pidaumlttaumlauml kad-miumia mutta toisaalta alhainen pH suosii kadmiumin kulkeutumista Taumlmaumlnaumlkyy esimerkiksi Vaasan seudulla jossa happamat mineralisoituneet vedetsisaumlltaumlvaumlt runsaasti kadmiumia Liukenevinta kadmium on pHn ollessa 45-

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 11: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

10

55 emaumlksisissauml olosuhteissa se on laumlhes stabiilia ja saostuu karbonaatteina jafosfaatteina (Kabata-Pendias amp Pendias 1992)

Kadmium on ympaumlristoumlmyrkky ja elintarvikeketjun haitallisin raskasmetallikoska se on suuren liukoisuutensa vuoksi helposti kasvien saatavilla ja myoumlsalttiina huuhtoutumaan pinta- ja pohjavesiin Maa- ja elintarviketaloudentutkimuskeskuksen seurantatutkimus joka on alallaan Pohjoismaiden pitkauml-aikaisin osoittaa ettauml helppoliukoisen kadmiumin pitoisuudet kasvoivat vil-jelymaissa aikavaumllillauml 1974-87 noin 30 lla (Erviouml ym 1990) Syynauml oli seettauml 1970-luvun loppupuolella fosforilannoitteemme poikkeuksellisesti val-mistettiin afrikkalaisesta paljon kadmiumia sisaumlltaumlneestauml raakafosfaatistaEuroopassa viljelymaiden suurin kadmiumlaumlhde ovat olleet fosforilannoitteet(Eurostat 1995) jotka raakafosfaatin alkuperaumlstauml riippuen ovat voineet sisaumll-taumlauml huomattaviakin maumlaumlriauml kadmiumia epaumlpuhtautena Muita peltojen kad-miumlaumlhteitauml ovat epaumlorgaaniset ja orgaaniset lannoitteet ja maanparannusai-neet mukaan lukien karjanlanta sekauml lisaumlksi ilmasta tuleva laskeuma (Muk-herjee ym 2000 Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2001) Viimeisimpien seuranta-tulosten mukaan jotka koskevat aikavaumlliauml 1987-1998 helppoliukoisen kad-miumin pitoisuuksien nousu suomalaisissa viljelymaissa pysaumlhtyi (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002)

Suuret kansainvaumlliset jaumlrjestoumlt kuten OECD ja EU-komissio ovat olleethuolissaan lannoitteiden kadmiumpitoisuuksista ja niiden aiheuttamista hai-toista peltoekosysteemeissauml OECD keraumlsi jaumlsenmailtaan 1990-luvun puoli-vaumllissauml tilannetietoja naumlistauml asioista (OECD 1996a ja 1996b) ja EU-komissioon teetaumlttaumlnyt jaumlsenmaillaan arviointeja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysvaa-roista mm lannoitedirektiivin valmistelua varten Parhaillaan on menossalaaja EU-hanke Assessment and reduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS 2001-2003 (Eckel ym 2003) jossa on mukana noinparikymmentauml Euroopan maata ja jonka tavoitteena on tuottaa EU-komissiolle Euroopan laajuinen strategia kadmiumin ja myoumls muiden ras-kasmetallien kuormituksen vaumlhentaumlmiseksi peltomaahan ja maatalousympauml-ristoumloumln

Vuonna 1997 suomalaisten kadmiuminsaanti elintarvikkeista oli 79microghenkiloumlvrk Se oli pienentynyt vajaaseen 80 prosenttiin vuodesta 1986(Kumpulainen 2002) Keskimaumlaumlrin 80-90 vaumlestoumlmme kadmiuminsaannistaon peraumlisin kasvikunnan tuotteista (Tahvonen 1994) Pelkaumlstaumlaumln viljatuottei-den osuus saannista on noin 60 Kadmiumin enimmaumlispitoisuudet elintar-vikkeissa on viimeksi maumlaumlritelty komission (EY) asetuksissa EYA832001466 ja EYA 622002221 Ruotsissa (Karlsson 1994) samoin kuinSuomessakin (Eurola ym 2003) on todettu viljoissa pitoisuusrajan ylityksiaumlNe koskevat erityisesti kauraa ja sen eri lajikkeita

Kasvien kadmiumsisaumllloumlstauml suurin osa on peraumlisin maasta ja loppuosa kul-keutuu kasviin maanpaumlaumlllisten osien kautta ilmasta Mitauml suurempi on maan

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 12: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

11

kadmiumpitoisuus sitauml suurempi on yleensauml myoumls kasvin kadmiumpitoisuusKasvien kadmiuminotto maasta riippuu kuitenkin paljolti maaperaumltekijoumlistaumlkuten happamuudesta ja orgaanisen aineksen ja saveksen maumlaumlraumlstauml Myoumlskasvin perimauml vaikuttaa ratkaisevasti kadmiuminottokykyyn Lisaumlksi kasvinkadmiumpitoisuus riippuu kasvinosasta niin ettauml juurissa on useimmitenkorkeimmat kadmiumpitoisuudet ja pitoisuudet laskevat sen mukaan mitaumlkauempana juuresta kasvinosa sijaitsee Siemenet mukulat ja hedelmaumlt si-saumlltaumlvaumlt tavallisesti vaumlhiten kadmiumia Myoumlskin ilmastollisilla ja saumlaumlolosuh-teilla on merkitystauml kadmiumin saatavuuteen kasveille

Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden merkitystauml maan kadmiumtaseisiin sekaumlympaumlristouml- ja terveysriskeihin Suomessa on jo kahteen kertaan selvitetty (Ni-kunen ym 1997 Louekari ym 2000) Tuolloin kaumlytettaumlvissauml olevat tiedotkadmiumin kokonaispitoisuudesta viljelymaissa eivaumlt olleet kovin kattavia jatiedot olivat jo noin 25 vuotta vanhoja sillauml viimeisimmaumlt vuonna 1986 jul-kaistut tulokset (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) perustuivat vuonna 1974keraumlttyihin maanaumlytteisiin Peltojemme maaveden kadmiumpitoisuuksista eiennen taumltauml tutkimusta ollut vielauml lainkaan mittaustuloksia olemassa Naumlidenajantasaisten perustietojen puuttuminen oli syynauml taumlmaumln tutkimushankkeensyntymiselle

Tutkimuksen tavoitteet olivat

1) tuottaa tuoretta alueellista ja myoumls maalajikohtaista tietoa viljelymais-samme olevan kadmiumin kokonaispitoisuuksista sekauml maaveden kad-miumpitoisuuksista ja niihin vaikuttavista tekijoumlistauml

2) tehdauml tuoreita pitoisuustietoja hyvaumlksi kaumlyttaumlen ajantasaisia kadmium-taselaskelmia ja ympaumlristouml- ja terveysriskien arviointeja

3) suorittaa sadan vuoden ennustelaskelmia lannoitteiden kadmiumpitoisuu-den vaikutuksista viljelymaiden kadmiumtaseisiin ja kadmiumriskeihinsekauml

4) antaa tulosten pohjalta tarvittaessa toimenpide-ehdotuksia jatai suosi-tuksia kadmiumriskien hallitsemiseksi agro-ekosysteemissauml

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 13: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

12

2 Aineisto ja menetelmaumlt

21 Maanaumlytteet

Kadmiumin kokonaispitoisuusmaumlaumlrityksissauml hyoumldynnettiin MTTn valtakun-nallisessa seurantatutkimuksessa (Maumlkelauml-Kurtto amp Sippola 2002) vuonna1998 keraumlttyjauml maanaumlytteitauml joiden perusominaisuudet maalaji pH(H2O)orgaanisen aineksen pitoisuus helppoliukoiset raskasmetallit (Taulukko 1) jaravinteet tunnetaan (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a Maumlkelauml-Kurtto ym 2002b)Seurantatutkimuksen runsaasta 700 maanaumlytteestauml jotka oli otettu pellonmuokkauskerroksesta (0-20 cm) taumlhaumln tarkoitukseen valittiin 338 siten ettaumltutkittavien naumlytteiden naumlytepisteet sijaitsivat kattavasti koko viljellyn Suo-men alueella (Liitekuva 1)

Taulukko 1 Tutkittujen maanaumlytteiden ominaisuuksia niiden tilastollisia tun-nuslukuja maalajiryhmittaumlin sekauml analyysitulosten jakautuminen erikokoisiinprosenttiosuuksiin (persentiileihin) Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tar-koittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 koko aineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukujaMaalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

pH(H2O)Karkeat kiven-naumlismaat 465 508 552 589 624 676 703 589 049 219Savimaat 480 517 565 600 638 676 727 602 049 51Eloperaumliset maat 389 437 496 524 553 600 641 522 050 68Kaikki yhdessauml 389 486 537 578 620 667 727 577 057 338

Orgaaninen hiili (C) kuiva-aineessaKarkeat kiven-naumlismaat 124 160 235 298 424 833 1161 364 201 219Savimaat 116 127 224 311 398 600 811 327 146 51Eloperaumliset maat 196 1169 1774 2600 3645 4604 4838 2746 1155 68Kaikki yhdessauml 116 165 251 340 702 3829 4838 838 1102 338

AAAc-EDTA Cd mgl ilmakuivaa maataKarkeat kiven-naumlismaat 0010 0027 0044 0064 0093 0175 0295 0075 0043 219Savimaat 0035 0052 0076 0089 0123 0187 0281 0101 0043 51Eloperaumliset maat 0022 0043 0072 0094 0138 0220 0256 0107 0050 68Kaikki yhdessauml 0010 0029 0052 0077 0104 0184 0295 0085 0047 338

Lyhenteet pH(H2O) = happamuus Orgaaninen hiili (C) = orgaanisen hiilen pitoisuusAAAc-EDTA Cd = happamaan (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvankadmiumin pitoisuus Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Seurantatutkimuksen tavoitteena oli maasta ennen kaikkea selvittaumlauml kasveillekaumlyttoumlkelpoisen ja huuhtuotuvan kadmiumin pitoisuutta eikauml niinkaumlaumln maan

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 14: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

13

kokonaispitoisuutta Taumlmaumln helppoliukoisen kadmiumosuuden mittaamiseenkaumlytettiin hapanta (pH 465) ammoniumasetaatti-EDTA uuttoa Lakasen jaErvioumln (1971) mukaisesti Mainittu liuos uuttaa maasta keskimaumlaumlrin noin 40 kuningasveden uuttamasta maumlaumlraumlstauml (Maumlkelauml-Kurtto ym 1992) Helppo-liukoisen kadmiumin alueellinen jakautuminen viljelymaissa kaumly ilmi teema-kartasta (Liitekuva 2)

Maaveden kadmiumpitoisuusmittauksiin laboratoriossa kaumlytettiin yhteensauml16 tuoretta maaeraumlauml (Taulukko 2) jotka taumltauml tarkoitusta varten otettiin MTTnJokioisten kartanoiden tai tutkimusasemien pelloilta muokkauskerroksesta (0-20 cm) Kyseisten viljelymaiden kemiallisia ominaisuuksia MTT on seuran-nut (Sippola ym 2001) Tutkittavat maaeraumlt valittiin niin ettauml ne olivat mah-dollisimman vaihtelevia lajitekoostumuksen pHn sekauml orgaanisen aineksenja kadmiumpitoisuuden suhteen Valtakunnallisen seurantatutkimuksen maa-naumlytteistauml (338 kpl) selvitettiin maaveden kadmiumpitoisuudet tutkimuksessakehitetyn yhtaumlloumln (algoritmin) avulla kuten myoumlhemmin esitetaumlaumln

Taulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuden mittaamiseen tuoreena kaumlytetyn16 maanaumlytteen ominaisuuksia happamuus [pH(H2O)] saumlhkoumlnjohtokyky(EC) orgaanisen hiilen (C) ja orgaanisen aineksen pitoisuus sekauml savespitoi-suus

Naumlytteen Naumlytepisteen Naumlytteiden ominaisuuksianumero tunniste ) pH(H2O) EC Orgaa-

ninen COrgaani-nen aines

Saves-pitoisuus

10-4 S cm-1 1 JK2Kotkanoja 63 0810 45 77 4272 JK8Lintupaju 63 0520 43 73 5073 JK9Rehtijaumlrvi 61 0300 27 47 3744 JK11Rehtijaumlrvi 62 0670 28 48 705 JK12Rehtijaumlrvi 62 0320 26 45 276 JK15Nummela 62 0510 30 52 7397 JK16Nummela 61 0670 34 59 8438 JK17Kuuma 59 0450 103 178 8049 JK18Kuuma 56 0720 173 298 elop10 JK19Kuuma 56 0730 125 216 elop11 JK20Kuuma 52 1160 223 384 elop12 HE5Ypaumljauml 61 0440 42 72 26713 HAuml1Paumllkaumlne 58 0250 24 41 21714 HAuml2Paumllkaumlne 56 0410 17 36 5715 HAuml4Paumllkaumlne 60 0220 21 36 3816 HAuml6Paumllkaumlne 64 0340 24 41 26

) Sippola ym 2001

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 15: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

14

22 Maa- ja maavesianalyysit

Kadmiumin kokonaispitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseksi ilmakuivatut ja seulotut(seulan silmaumlkoko 2 mm) maanaumlytteet (338 kpl) uutettiin kuningasveteen(aqua regia) kansainvaumllisen standardimenetelmaumln (ISO 11466) mukaisestiKadmium mitattiin uutteista joko plasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES)tai grafiittiuuni-atomiabsorptiospektrometrillauml (GFAAS) riippuen pitoisuu-desta Kuningasvesiliuos joka valmistetaan vaumlkevaumlstauml suolahaposta (HCl) javaumlkevaumlstauml typpihaposta (HNO3) ei pysty liuottamaan maassa esiintyviauml suu-ria mineraalirakeita eikauml maumlaumlrityksessauml naumlin ollen saada kadmiumin koko-naismaumlaumlraumlauml taumlydellisesti mitattua (Baghdady amp Sippola 1983a) Kuningasve-den uuttoteho on kuitenkin melko hyvauml Baghdadyn ja Sippolan (1983b) mu-kaan kuningasvesi uutti suomalaisten peltomaanaumlytteiden kadmiumsisaumllloumlstaumlkeskimaumlaumlrin 80 kun maan koko kadmiumsisaumllloumln maumlaumlrittaumlmiseen oli kaumly-tetty HF-HNO3-HClO4 hajotusta eli fluorivetyhappo-typpihappo-perkloori-happo -hajotusta Kuningasvesi uuttaa varmasti kaiken sellaisen kadmiuminjoka on biologisesti edes jollain lailla merkittaumlvaumlauml Usein kuningasveteenuuttuvasta osuudesta kaumlytetaumlaumln termiauml kokonaispitoisuus ja naumlin tehdaumlaumlntaumlssaumlkin julkaisussa

Maaveden kadmiumpitoisuuden maumlaumlrittaumlmiseen valittiin kansainvaumllisestiyleisesti tunnettu ja kaumlytetty kyllaumlstysuutto- eli saturaatiouuttomenetelmauml(Rhoades 1996) jossa tuoreet maanaumlytteet (16 kpl) kyllaumlstettiin vedellauml jamaa-vesi -suspensio imusuodatettiin Suodoksista mitattiin kadmiumpitoisuusplasmaemissiospektrometrillauml (ICP-AES) Taumlstauml 16 naumlytteen aineistosta las-kettiin kadmiumin kokonaispitoisuuden (Cds) suhde maaveden kadmiumpi-toisuuteen (Cdl) eli kadmiumin jakautumiskerroin (KdCd) seuraavasti

KdCd = CdsCdl

Lisaumlksi naumlistauml samoista naumlytteistauml selvitettiin kadmiumin jakautumiskertoi-men ja samalla myoumls maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuutta pH-luvusta ja orgaanisen hiilen (Org C) pitoisuudesta joilla yleisesti tiedetaumlaumlnolevan vaikutusta kadmiumin liukoisuuteen Riippuvuudelle saatiin seuraavayhtaumllouml

LogKdCd = -225726 + 09193 pH + 062124 log ( OrgC)

Taumltauml yhtaumlloumlauml (algoritmia) sovellettiin valtakunnallisen aineiston naumlytteille(338 kpl) jakautumiskertoimien laskemiseen Jakautumiskertoimien perus-teella voitiin maanaumlytteille laskea maaveden kadmiumpitoisuudet kun naumlyt-teiden kadmiumpitoisuus pH-luku ja orgaanisen hiilen pitoisuus tunnettiin(Taulukko 1)

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 16: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

15

23 Taselaskelmat

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutuksia viljelymaiden kad-miumtaseisiin nykyisin ja 100 vuoden kuluttua testattiin lannoitteiden kol-mella kadmiumpitoisuustasolla tavanomaisella suomalaisella pitoisuudella25 mgkg fosforia (P) (Syvaumllahti J Kemira-Agro Oy 1996 Hero H Kemi-ra-Agro Oy 2000) Suomen suurimmalla sallitulla pitoisuudella 50 mgkg P(MMMp 211199445) ja eurooppalaisella keskivertopitoisuudella 138mgkg P (Davister 1996) Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettiin EU-komission suosittelemia dynaamisia malleja (ERM 2000) joissa maavedenkadmiumpitoisuuden laskemiseen testiolosuhteissa sovellettiin taumlssauml tutki-muksessa kadmiumin jakautumiskertoimelle kehitettyauml algoritmia Tutkitta-ville viljelykasveille sovellettiin EU-komission suosittelemia algoritmeja(Eriksson ym 1996) tai niiden puuttuessa kansallista algoritmia (Sippola JMTT 2000) Laskelmiin valittiin vaumlestoumln kadmiuminsaannin kannalta taumlr-keimmaumlt viljelykasvit joita ovat vehnauml ja peruna sekauml erikoiskasviksi soke-rijuurikas jonka tiedetaumlaumln keraumlaumlvaumln kadmiumia muita kasveja paremmin(Erjala amp Erviouml 1994) Lisaumlksi mukaan otettiin myoumls etelaumlsuomalainen keski-vertopelto jonka kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml edustavat suomalaisiakeskiarvoja Laskelmissa tarkasteltiin kolmea etelaumlisintauml viljelyvyoumlhykettauml I-III joille sijoittuu noin 80 Suomen peltoalasta Muut laskelmissa kaumlytetytviljely- ja kuormitusolosuhteet on esitetty taulukossa 3 ja 4 tai aiemmassakadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) Varsinaiset malli-laskelmat tehtiin Powersim-ohjelmaa kaumlyttaumlen

Taulukko 3 Tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytetyt viljelyolosuhteet (Louekariym 2000) (Cd = kadmium Zn = sinkki)

Viljely-kasvi

Viljely-vyoumlhyke

MaanpH(H2O)

Orgaani-sen ainek-sen pitoi-suus

Maan Zn-pitoisuus

mgkg ka

Kuiva-ainesato

kghav

SadonCd-pitoi-suus

microgkg ka

SadonCd-otto

ghavVehnauml I-III 58 10 60 3242 60 0195Peruna I-III 58 10 4877 45 0222Sokeri-juurikas I-III 64 10 7337 200 1467Keskiverto-pelto I-III 58 10 3275 42 0138

= 11 eri viljelykasvin keskimaumlaumlraumlinen kuiva-ainesato

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 17: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

16

Taulukko 4 Kadmiumin (Cd) tase- ja ennustelaskelmissa kaumlytettyjen fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuudet 25 mgkg fosforia (P) = keskimaumlaumlraumlinenpitoisuus Suomessa 50 mgkg P = pitoisuusraja Suomessa ja 138 mgkg P= keskimaumlaumlraumlinen pitoisuus EU-maissa ja fosforilannoitteiden kaumlyttoumlmaumlaumlraumlteri viljelykasveille sekauml kadmiumkuormitukset eri laumlhteistauml fosforilannoitteis-ta laskeumasta kalkitusaineista lannasta ja jaumltteistauml (Louekari ym 2000)

Viljelykasvi Kadmiumkuormitus eri laumlhteistaumlP-lannoitteenkadmiumpitoisuus

P-lan-noitus

Laskeu-ma

Kalkitus-aine

Lanta Jaumltteet Yh-teensauml

P-lannoit-teen kaumlyt-toumlmaumlaumlraumlkghav ghav ghav ghav ghav ghav ghav

VehnaumlCd 25 mgkg P 15 0037 03 0035 0 0 0373

(10 )Cd 50 mgkg P 15 0750 03 0035 0 0 1085

(70 )Cd 138 mgkg P 15 2070 03 0035 0 0 2405

(86 )

PerunaCd 25 mgkg P 40 0100 03 0 0 0 0400

(25 )Cd 50 mgkg P 40 2000 03 0 0 0 2300

(87 )Cd 138 mgkg P 40 5520 03 0 0 0 5820

Sokerijuurikas

(95 )

Cd 25 mgkg P 30 0075 03 0035 0 0 0410(18 )

Cd 50 mgkg P 30 1500 03 0035 0 0 1835(82 )

Cd 138 mgkg P 30 4140 03 0035 0 0 4475(93 )

Keskivertopelto(11 sadon ka)Cd 25 mgkg P 10 0025 03 0035 0322 0023 0705

(4 )Cd 50 mgkg P 10 0500 03 0035 0322 0023 1180

(42 )Cd 138 mgkg P 10 1380 03 0035 0322 0023 2060

(67 ) (P-lannoitteen prosentuaalinen osuus kadmiumin kokonaiskuormituksesta)

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 18: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

17

24 Ympaumlristoumlriskien arviointi

Kadmiumin aiheuttamia ympaumlristoumlriskejauml viljelymaissa tarkasteltiin vertaa-malla ympaumlristoumln ennustettua pitoisuutta (PEC = Predicted EnvironmentalConcentration) siihen pitoisuuteen jonka ei odoteta aiheuttavan haitallisiavaikutuksia ympaumlristoumlssauml (PNEC = Predicted No Effect Concentration) JosPECPNEC on gt 1 on riski ympaumlristoumllle olemassa

Riskinarvio tehtiin maaveden kadmiumpitoisuuden perusteella Kadmiuminriskejauml maavedessauml tarkasteltiin viljelyvyoumlhykkeittaumlin maalajeittain sekaumlerilaisilla pelloilla sen mukaan mitauml kasvia pellolla viljellaumlaumln PEC arvoinakaumlytettiin MTTssa algoritmin avulla laskettuja Suomen viljelymaiden maa-veden kadmiumpitoisuuksia Vyoumlhyke- ja maalajitarkastelussa PEC arvoistakaumlytettiin EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (Technical Guidance Docu-ment TGD) (European Commission 1994) suositusten mukaisesti 90 persen-tiiliauml eli muuttujan arvoa jonka alapuolelle jakaumassa jaumlauml 90 tapauksistaViljelykasvitarkastelussa kaumlytettaumlvissauml oli ainoastaan keskimaumlaumlraumliset maave-den kadmiumpitoisuudet kullekin kasvilajille tyypillisessauml viljelymaassa sa-dan vuoden ennusteena (Taulukko 5)

Taulukko 5 Maaveden kadmiumpitoisuudet nyt ja 100 vuoden ennusteinavehnauml- peruna- ja sokerijuurikaspellolla ja etelaumlsuomalaisella keskivertopel-lolla kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (Cd mgkg P) vaihtelee Li-saumlksi maaveden kadmiumpitoisuuksien muutos () sadan vuoden aikana(Cd = kadmium P = fosfori)

Maaveden kadmiumpitoisuus Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg P

Nyt 2100 2100 2100 Peltotyyppi microgl microgl microgl microgl Vehnaumlpelto 0051 0051 0 0061 20 0079 55 Perunapelto 0051 0050 -1 0076 51 0124 145 Sokerijuurikas-pelto 0014 0009 -34 0016 9 0026 81 Keskivertopelto 0051 0051 0 0063 23 0075 47

EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994) mukaanPEC ja PNEC arvojen tulee edustaa samaa biologista saatavuustasoa Maa-veden PNEC arvo johdettiin algoritmilla maaperaumln PNEC arvosta samallatavalla kuin aiemmassa kadmiumin riskinarviointiraportissa (Louekari ym2000) Maaperaumln PNEC arvo vuorostaan saatiin arviointikertoimen avullaheinaumlsirkkakokeen LOEC arvosta (LOEC = Lowest Observed Effect Con-centration = pienin pitoisuus jossa koe-elioumlssauml havaitaan muutos tutkitussasuureessa) myoumls kuten vuoden 2000 raportissa Maaperaumln PNEC arvosta006 mgkg saatiin siis Christensenin (1989) algoritmin

log Kd = -135 + 0587pH + 0157( OM)

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 19: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

18

avulla maaveden PNEC arvoksi 0035 microgl (pH 7 OM 3) Algoritmissa OM (organic matter) on orgaanisen aineksen maumlaumlrauml prosenteissa

EUssa valmisteilla olevassa kadmiumin riskinarviointiraportissa riskiauml ontarkasteltu ainoastaan maaperaumlssauml Suositeltavaksi PNECsoil arvoksi on an-nettu 09 mgkg Arvo on laskettu yhdistaumlmaumlllauml monia eri toksisuuskokeita jase kuvaa sitauml maaperaumln kokonaiskadmiumpitoisuutta jolla ravintoketjuri-kastumisen kautta saavutetaan nisaumlkkaumliden munuaisen kriittinen pitoisuusTaumlmaumln tilastollisella menetelmaumlllauml saadun PNEC arvon laskemisessa onhaumlvinnyt tietoa alkuperaumlisistauml koejaumlrjestelyistauml joten se ei sovellu maavedenPNEC arvon laskemiseen rajattuihin olosuhteisiin kehitetyn algoritminavulla Lisaumlksi PNECsoil arvon 09 mgkg voidaan katsoa soveltuvan pa-remmin Keski- ja Etelauml-Euroopan maihin joissa kadmiumia on runsaamminkuin Suomen maaperaumlssauml (kadmiumin kokonaispitoisuus keskimaumlaumlrin 018mgkg kuiva-ainetta)

25 Terveysriskien arviointi

Terveysriskien arviointi perustui 1) taumlmaumln tutkimuksen tuloksiin kadmium-taseista ja niiden ennusteista erityisesti satojen kadmiumpitoisuuksien muu-toksista lannoitteiden kadmiumpitoisuuden muutoksen seurauksena ja 2)epidemiologisiin tietoihin kadmiumin terveysvaikutuksista Terveysriskienarviointi tehtiin EUn riskinarvio-ohjeen (European Communities 2003) mu-kaan

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

31 Kadmium maaympaumlristoumlssauml

311 Kadmiumin kokonaispitoisuudet viljelymaassa

Kadmiumin kokonaispitoisuuden keskiarvo 018 mgkg kuiva-ainetta (ka)(Taulukko 6) viljelymaiden muokkauskerroksessa oli taumlmaumln vuonna 1998keraumltyn maanaumlyteaineiston (n = 338) perusteella alhaisempi kuin vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n = 86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka (Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986) Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075mgkg keskimmaumlisen luvun ollessa 015 mgkg ka Noin 75 pitoisuuksistaoli alle 023 mgkg ja 95 alle 042 mgkg ka (Taulukko 6) Kokonaispitoi-suuksien jakauma esitetaumlaumln histogrammina kuvassa 1 Taumlmaumln tukimuksenkeskiarvo oli laumlhes sama kuin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vuosien1996-1997 peltomaanaumlytteistauml (n = 129) samalla menetelmaumlllauml saama kes-kiarvo 0185 mgkg (Reimann ym 2003 Taulukko 7) Myoumls Viljavuuspal-velun (Maumlntylahti 2002) analyysitulosten (n = 353) kadmiumpitoisuuksienkeskiarvo 017 mgkg oli laumlhellauml MTTn ja GTKn vastaavia pitoisuuksia

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 20: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

19

Taulukko 6 Kadmiumin (Cd) kokonaispitoisuus eli kuningasveteen (AR) uut-tuvan kadmiumin pitoisuus maassa ja maaveden kadmiumpitoisuus tutkituis-sa naumlytteissauml maalajiryhmittaumlin Lisaumlksi aineiston tilastollisia tunnuslukujakuten tulosten jakautuminen erikokoisiin prosenttiosuuksiin Esimerkiksi 5 vastaava lukuarvo tarkoittaa muuttujan arvoa jonka alapuolelle jaumlauml 5 kokoaineiston tapauksista

Tilastollisia tunnuslukuja Maalajiryhmauml Min 5 25 50 75 95 Max Mean Std n

Maan AR-Cd mgkg kuiva-ainettaKarkeat kiven-naumlismaat 0016 0041 0077 0116 0177 0327 0641 0138 0088 219Savimaat 0085 0104 0156 0196 0250 0472 0624 0222 0107 51Eloperaumliset maat 0073 0127 0210 0289 0376 0510 0748 0298 0130 68Kaikki yhdessauml 0016 0046 0096 0153 0231 0420 0748 0183 0120 338

Maaveden Cd microglKarkeat kiven-naumlismaat 0004 0007 0019 0037 0085 0224 0661 0066 0079 219Savimaat 0006 0012 0024 0053 0121 0361 0629 0090 0111 51Eloperaumliset maat 0009 0022 0063 0127 0171 0607 2420 0183 0309 68Kaikki yhdessauml 0004 0008 0022 0052 0118 0276 2420 0093 0164 338Lyhenteet Min = pienin luku Max = suurin luku Mean = keskiarvo Std = keskiha-jonta n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml

Kuva 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksien jakauma pitoisuusluokkiin tutki-tuissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998 Pitoisuudet ilmoitettu kuningas-veteen uuttuvana kadmiumina kilossa maan kuiva-ainetta

Peltojen keskimaumlaumlraumliset kadmiumpitoisuudet vaihtelevat useimmiten vaumllillauml01-05 mgkg (Kabata-Pendias amp Pendias 1992) Todetut viljelymaidenkadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna monen muun Euroopan maanvastaaviin pitoisuuksiin (Eckel ym 2001) ja jopa alhaisempia kuin Ruotsissakeskimaumlaumlrin aikavaumllillauml 1988-1995 (Eriksson ym 1997) Myoumls Geologiantutkimuskeskuksen laajojen tulosaineistojen perusteella (Taulukko 7) maape-

05

10152025

01 02 03 04 05 06 07

mgkg maata

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 21: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

20

raumln kadmiumpitoisuudet ovat Suomessa selvaumlsti alhaisempia kuin muuallaEuroopassa jos asiaa tarkastellaan keskiarvon perusteella Ero haumlviaumlauml kuiten-kin mediaaniarvojen tarkastelussa osoittaen naumlin ettauml muualla Euroopassa onilmeisesti ihmistoiminnan tuloksena runsaammin hyvin korkeita pitoisuuksiaSen sijaan huomattavan suuria alueellisia eroja peltojen kadmiumpitoisuuk-sissa ei ollut kun tuloksia vertailtiin Barentsin euroarktisella alueella johonSuomesta kuuluvat Lapin Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun maakunnat Nor-jasta ja Ruotsista 2-3 pohjoisinta laumlaumlniauml ja Venaumljaumlltauml Karjalan ja Komin tasa-vallat sekauml Muurmannin ja Arkangelin alueet

Kadmiumin kokonaispitoisuuksia viljelymaissa esitetaumlaumln maalajeittain sekaumlviljelyvyoumlhykkeittaumlin liitetaulukossa 1 Korkeimmat kadmiumpitoisuudetolivat eloperaumlisissauml maissa Keskimaumlaumlraumlistauml suuremmat pitoisuudet lounaises-sa Suomessa liittyvaumlt hienojakoisiin maalajeihin joissa kadmiumpitoisuudetovat luonnostaan korkeampia kuin karkeissa kivennaumlismaissa Viljavuuspal-velun Laatumaa luokituksen mukaan suomalaista viljelymaata voidaan pitaumlaumlhyvin puhtaana jos kadmiumpitoisuus on alle 006 mgkg tavanomaisenajos pitoisuus on vaumllillauml 006-030 mgkg ja kohonneena jos pitoisuus on yli030 mgkg (Maumlntylahti 2002) Liitekuvassa 3 oleva kartta kuvaa taumlssauml tutki-muksessa saatujen kadmiumpitoisuuksien alueellista jakautumista Laatumaa-luokituksen mukaisesti Kaakkoisessa Suomessa esiintyvauml keskitasoa korke-amman pitoisuuden alue todettiin myoumls aiemmassa tutkimuksessa (Sippola ampMaumlkelauml-Kurtto 1986) Laatumaa-luokituksessa kohonneen maan pitoisuusraja03 mgkg vaikuttaa eloperaumlisille maille melko alhaiselta Taumlssauml tutkimukses-sa runsaalla 25 prosentilla eloperaumlisistauml maista (Taulukko 6) olisi Laatumaa-luokituksen mukaan ollut kohonnut kadmiumpitoisuus Eloperaumlisten maidenmuita maita korkeammat kadmiumpitoisuudet johtuvat kuitenkin naumlidenmaiden pienestauml tilavuuspainosta eikauml likaantumisesta Maalaji- ja laskeuma-eroista johtuen kadmiumin kokonaispitoisuudet pienenivaumlt pohjoista kohtiKun tarkastelun kohteena olivat pelkaumlstaumlaumln kivennaumlismaat (Liitekuva 4 ja 5)erot etelaumlssauml ja pohjoisessa olevien viljelymaiden kadmiumpitoisuuksissatulivat entistauml selvemmin esille MTTn (Liitekuva 3) ja GTKn (Liitekuva 6)kartat viljelymaiden muokkauskerroksen kadmiumpitoisuuksista vahvistavatja taumlydentaumlvaumlt toisiaan

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 22: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

21

Taulukko 7 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusaineistojen kad-miumtulosten tilastollisia tunnuslukuja Foregs-tutkimuksen tulokset ovatjulkaisemattomia mutta tietoa tutkimuksesta loumlytyy GTKn internet-sivultahttpwwwgsffiforegs

Tutkimusaineisto n Min Median Mean MaxBaltic Soil Survey(Reimann ym 2003)Pellon pintamaa (0-25 cm)mgkg 129 0003 0164 0185 0632Pellon pohjamaa (50-70 cm)mgkg 129 0003 0048 0078 0465Foregs (Eurooppa)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 849 lt001 014 028 1410Pohjamaa ei viljelty mgkg 789 lt001 009 019 1420Humus mgkg 358 lt015 040 050 1830Tulvasedimentti mgkg 649 lt002 029 059 2360Purosedimentti mgkg 778 lt002 029 048 1581Purovesi microgl 780 lt0002 0026 0026 1250Foregs (Suomi)(Julkaisematon aineisto)Pintamaa ei viljelty mgkg 67 002 006 007 017Pohjamaa ei viljelty mgkg 67 001 006 006 014Humus mgkg 64 020 043 043 100Tulvasedimentti mgkg 40 002 011 012 039Purosedimentti mgkg 65 060 013 015 039Purovesi microgl 65 lt0002 0012 0020 009Tuhat kaivoa(Lahermo ym 2002)Rengaskaivot microgl 739 lt002 lt002 0044 127Porakaivot microgl 263 lt002 002 lt002 056Suomen Geokemiallinen Atlas(Lahermo ym 1996)Orgaaninen purosedimenttimgkg 1164 lt002 008 023 321Purovesi microgl 1158 lt002 lt002 lt002 140Barents Ecogeochemistry(Koko aineisto)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 1345 0004 0011 0022 0536Humus mgkg 1340 lt0040 0340 0379 3180Sammal mgkg 1346 lt0020 0125 0147 0827Barents Ecogeochemistry(Suomi)(Salminen ym 2003)Purovesi microgl 310 lt0020 0038 0038 0480Humus mgkg 309 lt0040 0320 0344 2090Sammal mgkg 310 0038 0105 0115 0564

Lyhenteet n = naumlytteiden lukumaumlaumlrauml Min = pienin luku Median = keskimmaumlinen lukuMean = keskiarvo ja Max = suurin luku

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 23: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

22

Viljelymaan kadmiumpitoisuudelle on asetettu raja-arvo Valtioneuvostonpaumlaumltoumlksessauml VNp 1441994282 Sen mukaan puhdistamolietettauml saa kaumlyttaumlaumlmaanviljelykseen mikaumlli viljelymaan kadmiumpitoisuus ei ylitauml arvoa 05mgkg ka Taumlmaumln pitoisuuden ylittaumlviauml viljelymaita on Suomessa hyvin vauml-haumln sillauml vain 5 lla tutkituista pelloista kadmiumpitoisuus oli yli 0420mgkg ka (Taulukko 6) Naumlistauml huomattava osa on eloperaumlisiauml maita Maansaastuneisuuden arviointiin Ympaumlristoumlministeriouml (1998) on tehnyt ehdotuksenValtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi Sen mukaan ei-saastuneen maan korkein kad-miumpitoisuus saadaan kaavasta 01 + 0007(s + 3o) jossa s = savespitoi-suus () ja o = orgaanisen aineksen pitoisuus () Mikaumlli maan kadmiumpi-toisuus on yli 10 mgkg ka niin maa luokitellaan saastuneeksi Taumlmaumln tutki-musaineiston suurin kadmiumpitoisuus oli 075 mgkg ka

GTKn Baltic Soil Survey -aineistossa (Taulukko 7) peltojen pohjamaankadmiumpitoisuuksien keskiarvo oli 0078 mgkg (Reimann ym 2003) Mi-neraalisessa pohjamaassa naumlmauml kuningasvesiliuotukseen (ISO 11466) perus-tuvat kadmiumpitoisuudet olivat Etelauml-Suomessa Oulun korkeudelle astikorkeampia kuin Lapissa (Liitekuva 7) Korkeimmat pitoisuudet olivat Laa-tokalta Peraumlmerelle ulottuvalla sulfidimalmivyoumlhykkeellauml Pintamaan kad-miumpitoisuudet (Liitekuva 6) olivat korkeampia (keskiarvo 018 mgkg)eivaumltkauml ne korreloineet kovinkaan hyvin pohjamaan luontaisten pitoisuuksienkanssa (Taulukko 7)

GTKn Barents-aineistossa (Salminen ym 2003) (Taulukko 7) sammalenkadmiumpitoisuudet jotka kuvaavat ilmaperaumlistauml laskeumaa olivat aivanetelaumlisimmaumlssauml Suomessa lievaumlsti korkeammat (02-03 mgkg) kuin muuallaSuomessa (002-018 mgkg) Sen sijaan humuskerroksessa korkeimmat pi-toisuudet (03-08 mgkg) olivat Keski-Pohjanmaalla ja Oulun laumlaumlnin etelauml-osassa Muualla pitoisuudet olivat alempia eivaumltkauml muodostaneet selvaumlstipoikkeavia alueita Metsaumlmaissa kadmium rikastuu pintamaan humukseenmutta on suotuisissa olosuhteissa taipuvainen liikkumaan alaspaumlin maannos-profiilissa etenkin hienorakeisissa maalajeissa (Lodenius 1987)

312 Maaveden kadmiumpitoisuudet

Maaveden kadmiumpitoisuudesta suomalaisissa peltomaissa ei taumlhaumln saakkaole ollut olemassa mitattua tietoa Maavedessauml liukoisena ja siten huuhtou-tumiselle alttiina ja biologisesti saatavilla olevan kadmiumin pitoisuudenmaumlaumlrittaumlmiseksi valittiin taumlhaumln tutkimukseen kirjallisuudesta menetelmauml jokatuntui soveltuvan suomalaisille paumlaumlasiassa vaumlhaumlkadmiumisille maille ja jokaparhaiten kuvasti sadeveden mukana tapahtuvaa mahdollista helppoliukoisenkadmiumin huuhtoutumista syvempiin maakerroksiin Tutkittujen 16 tuoreenmaanaumlytteen keskimaumlaumlraumlinen maaveden kadmiumpitoisuus oli 0066 microgl japitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0022-0179 microgl (Taulukko 8)

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 24: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

23

Taulukko 8 Tuoreista maanaumlytteistauml ilmakuivauksen jaumllkeen mitatut kad-miumin kokonaispitoisuudet (Cds) (kuningasveteen uuttuva osuus) ja maa-veden kadmiumpitoisuudet (Cdl) sekauml naumliden analyysitulosten perusteellalasketut kadmiumin jakautumiskertoimet (KdCd=CdsCdl) ja niiden logaritmit(logKdCd)

Maan Cd-pitoisuus

Maaveden Cd-pitoisuus

KdCd =

Naumlytteen Naumlytepisteen Cds Cdl CdsCdl logKdCdnumero tunniste) microgkg ka microgl lkg

1 JK2Kotkanoja 197 0033 5981 37772 JK8Lintupaju 172 0087 1991 32993 JK9Rehtijaumlrvi 162 0045 3606 35574 JK11Rehtijaumlrvi 300 0062 4838 36855 JK12Rehtijaumlrvi 225 0037 6129 37876 JK15Nummela 176 0030 5913 37727 JK16Nummela 213 0022 9771 39908 JK17Kuuma 378 0024 15602 41939 JK18Kuuma 328 0072 4531 365610 JK19Kuuma 325 0107 3048 348411 JK20Kuuma 275 0157 1750 324312 HE5Ypaumljauml 179 0050 3612 355813 HAuml1Paumllkaumlne 140 0061 2313 336414 HAuml2Paumllkaumlne 169 0179 942 297415 HAuml4Paumllkaumlne 160 0068 2360 337316 HAuml6Paumllkaumlne 88 0024 3724 3571Keskimaumlaumlrin 218 0066 4757 3580

) Sippola ym 2001

Maaveden kadmiumpitoisuuksia mitattaessa tuli ilmi ettauml maan kuivaus jokaon tavanomainen toimenpide valmisteltaessa maaeriauml analyysiin lisaumlsi mer-kittaumlvaumlsti kadmiumin liukoisuutta veteen ja antoi virheellisen kuvan tilan-teesta pelto-olosuhteissa Ilmakuivatun maan (kosteus 1-6 ) saturaatio-uutteen kadmiumpitoisuus oli 2142 -kertainen tuoreella maalla (kosteus20-35 ) saatuihin tuloksiin verrattuna Tuoreella maalla saadut analyysitu-lokset vastasivat luotettavimmin sitauml mitauml juuri luonnonolosuhteissa tapah-tuu

Saturaatiouutot ovat hyvin hitaita ja tyoumllaumlitauml ja niin muodoin myoumls hyvinkalliita maumlaumlrityksiauml Tuoreista 16 maanaumlytteestauml mitattujen maaveden kad-miumpitoisuuksien (Taulukko 8) pohjalta selvitettiin kadmiumin jakautumis-kerroin (KdCd) ja taumlmaumln jaumllkeen johdettiin matemaattinen yhtaumllouml (algoritmi)joka osoittaa maaveden kadmiumpitoisuuden riippuvuuden maan kadmiuminkokonaispitoisuudesta pHsta ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Kehitettyaumlyhtaumlloumlauml sovellettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen (Maumlkelauml-Kurttoym 2002a ja 2002b) maanaumlytteisiin (338 kpl) Samanlaista toimintamallia

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 25: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

24

jossa suppeahkolla aineistolla saatuja kaumlytaumlnnoumln mittaustuloksia sovelletaanmatemaattisen yhtaumlloumln kautta laajaan naumlyteaineistoon on kansainvaumllisissaumltutkimuksissa kaumlytetty maaveden kadmiumpitoisuuden selvittaumlmiseksi (ERM2000)

Kehitetyn yhtaumlloumln soveltaminen MTTn valtakunnallisen seurantatutkimuk-sen (Maumlkelauml-Kurtto ym 2002a ja 2002b) maanaumlytteille (338 kpl) osoitti ettaumltulosaineiston keskimmaumlinen luku 0052 microgl (Taulukko 6) oli varsin laumlhellaumlaiemmassa kadmiumin riskinarvioinnissa (Louekari ym 2000) kaumlytettyaumlarvoa 0050 microgl mutta ettauml aineiston keskiarvo oli kuitenkin laumlhes kaksin-kertainen 0093 microgl (Taulukko 6) Pohjoismaisittain vertaillen maavedenkadmiumpitoisuudet olivat korkeahkoja (ERM 2000) ilmeisesti johtuen vil-jelymaidemme happamuudesta ja eloperaumlisten maiden runsaudesta Pitoi-suusjakauma oli varsin vino niin ettauml pitoisuuden 002 microgl tienoilla olevanhuipun lisaumlksi oli melko suuriakin pitoisuuksia paljon (Kuva 2) Noin 75 maaveden kadmiumpitoisuuksista jaumli alle 012 microgl ja 95 alle 028 microgl(Taulukko 6) Maksimitulos 2416 microgl saatiin turvemaanaumlytteelle jonka pHoli 39 ja jonka kadmiumin kokonaispitoisuus oli 051 mgkg ka Myoumls muil-la runsaasti liukoista kadmiumia sisaumlltaumlvillauml mailla pH-luku oli alhainen45 tai taumltauml alhaisempi Maaveden kadmiumpitoisuuksien tunnuslukuja maa-lajeittain ja viljelyvyoumlhykkeittaumlin esitetaumlaumln liitetaulukossa 2 Maaveden kad-miumpitoisuudet olivat korkeampia kuin on arveltu Viljelymaidemme kad-mium on biosaatavampaa ja huuhtoutuvampaa kuin on uskottu

Eloperaumlisten maiden suurempi osuus naumlkyi korkeampina pitoisuuksina poh-joisessa osassa maata (Liitekuva 8) Maaveden kadmiumpitoisuudet viljely-maissa olivat yleensauml selvaumlsti korkeampia kuin pinta- ja pohjavesien kad-miumpitoisuudet (Taulukko 7) Geologian tutkimuskeskuksen Tuhannenkaivon valtakunnallinen pohjavesitutkimus vuosilta 1999-2000 (Lahermoym 2002) osoittaa ettauml rengas- ja porakaivojen kadmiumpitoisuudet olivathyvin pieniauml mediaaniarvot alle 002 microgl (Taulukko 7) Kadmiumin alueelli-sen jakautuman perusteella vain Outokummun seudulla oleva hieman kohon-neiden kadmiumpitoisuuksien tihentymauml naumlytti olevan peraumlisin sulfidi-mineralisaatioista ja mustaliuskeista (Liitekuva 9) Kadmiumin pieniauml maumlaumlriaumlpohjavesissauml kuvaa se ettauml GTKn pohjavesitietokannan yli 12 000 analyy-sissauml vain yhdeksaumln rengaskaivon vedessauml oli kyseisen pitoisuuden ylittaumlvaumlmaumlaumlrauml kadmiumia Sosiaali- ja terveysministerioumln asetuksen (STMA1952000461) mukaan talousveden enimmaumlispitoisuus kadmiumille on 50microgl

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 26: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

25

Kuva 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksien jakautuminen pitoisuusluokkiintutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998

Luontaiset kadmiumpitoisuudet Suomen pohja- ja pintavesissauml ovat alhaisiaverrattuna Euroopasta mitattuihin vastaaviin pitoisuuksiin Pintavesien alu-eellisesti korkeimmat pitoisuudet on todettu Etelauml-Pohjanmaan sulfaattimai-den alueella jossa veden happamuuden takia liuenneen kadmiumin maumlaumlrauml onselvaumlsti korkeammalla tasolla (005-007 microgl) kuin muualla maassa (lt002microgl) Muualla maassa korkeita pitoisuuksia on havaittu vain yksittaumlisinaumlVuonna 1995 tutkittiin pintavesien kadmiumpitoisuuksia kattavasti laumlheskoko Suomen alueelta ja tuolloin noin 75 mittaustuloksista oli alle 002microglitra (Skjelkvaringle ym 1999) Kadmiumpitoisuuksista 975 jaumli alle 0030microgl ja suurin pitoisuus oli 0230 microgl

GTKn tulosten (Taulukko 7) perusteella purovesissauml Suomessa on alhai-semmat pitoisuudet kuin Barentsin alueella keskimaumlaumlrin mutta korkeammatkuin muualla Euroopassa keskimaumlaumlrin (Salminen ym 2003) Ero muuhunEurooppaan johtunee suomalaisten purovesien alemmasta pHsta Korkeim-mat pitoisuudet orgaanisissa purosedimenteissauml esiintyivaumlt Lounais- ja Etelauml-Suomessa sekauml itaumlisellauml Pohjois-Pohjanmaalla (02-10 mgkg) Naumlillauml alueillaveden kadmiumpitoisuudet ovat pieniauml osoittaen orgaanisen pohjasedimentinsitovan tehokkaasti kadmium-ionit vedestauml

313 Kadmiumtaseet

Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudella todettiin olevan huomattava vai-kutus pellon vuotuiseen kadmiumkuormitukseen (Taulukot 9-12) Kun lan-noitteiden kadmiumpitoisuus oli tavanomaista suomalaista tasoa 25 mgkgfosforia (P) niin lannoitteista tulevan kadmiumin osuus kokonaiskuormituk-sesta oli 4-25 riippuen viljelykasvista sen fosforintarpeesta sekauml muistalaumlhteistauml tulevan kuormituksen maumlaumlraumlstauml Kun pitoisuus oli suurin taumlllauml het-kellauml Suomessa sallittu 50 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestavaihteli vaumllillauml 42-87 Kun fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus vastasi

0

5

10

15

002

004

006

008

010

012

014

016

018

022

026

microgl

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 27: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

26

eurooppalaista tasoa 138 mgkg P niin lannoitteiden osuus kuormituksestaoli 67-95

Tase- ja ennustelaskelmat osoittavat ettauml 100 vuoden aikanakaan viljelymai-den ja satojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt juurikaan muutu viljeltaumlessauml vehnaumlauml(Taulukko 9) ja perunaa (Taulukko 10) jos kaumlytetaumlaumln puhtaita fosforilan-noitteita Myoumls poistumat vesiin pysyvaumlt laumlhes ennallaan Sokerijuurikkaanviljelyssauml (Taulukko 11) maan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumatvesiin jopa laskevat noin kolmanneksella ja juurikkaankin kadmiumpitoisuuspienenee 10 prosentilla Sen sijaan keskivertopellon (Taulukko 12) kad-miumpitoisuus nousee 100 vuoden aikajaksolla 10 ennen kaikkea muistalaumlhteistauml paumlaumlasiassa lannasta tulevan kadmiumkuormituksen takia

Jos Suomessa ruvettaisiin kaumlyttaumlmaumlaumln fosforilannoitteita joissa olisi nykyisenlainsaumlaumldaumlnnoumln sallima suurin kadmiumpitoisuus niin 100 vuoden kuluttuamaan kadmiumpitoisuus ja kadmiumin poistumat maasta vesiin nousisivatsokerijuurikaspellolla 9 (Taulukko 11) vehnaumlpellolla 20 (Taulukko 9)keskivertopellolla 23 (Taulukko 12) ja perunapellolla 51 (Taulukko 10)Sokerijuurikkaiden perunanmukuloiden ja vehnaumlnjyvien kadmiumpitoisuu-det nousisivat 3 7 ja 14

Keskimaumlaumlraumlisen eurooppalaisen kadmiumtason omaavien fosforilannoitteidenkaumlyttouml lisaumlisi 100 vuoden kuluessa maiden kadmiumpitoisuuksia sekauml kad-miumpoistumia maasta vesiin keskivertopellolla 47 (Taulukko 12) vehnauml-pellolla 55 (Taulukko 9) sokerijuurikaspellolla 82 (Taulukko 11) japerunapellolla 147 (Taulukko 10)

Maan kadmiumpitoisuudet kadmiumkuormitusten ja lisaumlysten tasapainoti-lassa (Steady State) tulisivat tutkituilla kuormituksilla olemaan vaumllillauml 005-039 mgkg jos kaumlytettaumlisiin vaumlhaumlkadmiumisia fosforilannoitteita vaumllillauml022-094 mgkg jos kaumlytettaumlisiin lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus olisisama kuin Suomessa suurin sallittu pitoisuus ja 053-238 mgkg ka joskaumlytettaumlisiin keskiverto eurooppalaisia lannoitteita (Taulukot 9-12) Vaumlhauml-kadmiumisten lannoitteiden ansiosta sokerijuurikas- ja perunapeltojen kad-miumpitoisuudet tulisivat pitkaumlllauml aikavaumllillauml jopa hieman laskemaan Kai-kissa muissa tapauksissa viljelymaiden kadmiumpitoisuudet pysyisivaumlt sa-moina tai tulisivat nousemaan 2-13 kertaisiksi riippuen lannoitteiden kad-miumpitoisuudesta Tase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasva-essa kadmiumin kertyminen maahan sekauml siirtyminen vesiin ja satoihin olijonkin verran suurempaa kuin oli aiemmissa laskelmissa (Louekari ym 2000)todettu kun puuttuvien tai vanhentuneiden kansallisten tietojen tilalla olikaumlytetty kansainvaumllisesti alhaista maaveden kadmiumpitoisuutta (ERM 2000)ja taas kansallisesti korkeata kadmiumin kokonaispitoisuutta viljelymaille(Sippola amp Maumlkelauml-Kurtto 1986)

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 28: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Taulukko 9 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus vehnaumlpellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja jyvien kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja jyvaumlsadossadynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset () kunpellon jyvaumlsatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 3242 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kad-miumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Jyviin Jyvissauml Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0373 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01800373 100 0180 35496 3545 0051 0102 0091 0151 47 0182

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) 0196B1085 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01801085 100 0180 35496 3545 0061 0122 0108 0172 53 0216

(20 ) (20 ) (20 ) (14 ) (14 ) (20 ) 0571C2405 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0150 46 01802405 100 0180 35496 3545 0079 0157 0139 0209 65 0279

(55 ) (55 ) (55 ) (39 ) (39 ) (55 ) 1266

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

27

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 29: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Taulukko 10 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus perunapellon kadmiumkuormitukseen ja maanmaaveden ja mukuloiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa ja mukula-sadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavat muutokset() kun pellon mukulasatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 4877 kg kuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksimaan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellauml kadmium-kuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSAika- Cds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Muku- Muku- Maassa Maassajakso vedessauml toutuu ossa loihin loissa SS-tilassa

Cd-kuormitusyhteensaumlghav Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0400 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01800400 100 0180 35496 3545 0050 0100 0089 0248 508 0178

(-1 ) (-1 ) (-1 ) (0 ) (0 ) (-1 ) 0164B2300 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01802300 100 0180 35496 3545 0076 0153 0135 0265 544 0272

(51 ) (51 ) (51 ) (7 ) (7 ) (51 ) 0942C5820 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0248 508 01805820 100 0180 35496 3545 0124 0249 0221 0298 610 0444

(145 ) (145 ) (145 ) (20 ) (20 ) (147 ) 2384

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

28

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 30: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Taulukko 11 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus sokerijuurikaspellon kadmiumkuormitukseen jamaan maaveden ja juurikkaiden kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassa eroosiossa jajuurikassadossa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vastaavatmuutokset () kun pellon juurikassatona on kaumlytetty valtakunnallista keskiarvoa 7337 kg kuiva-ainetta hehtaa-rilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat tasapainotilan kyseisellaumlkadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Juurik- Juurik- Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa kaisiin kaissa SS-tilassa

Cd-kuormi-tus yh-teensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0410 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01790410 100 0180 41012 12624 0009 0019 0059 1266 173 0118

(-34 ) (-34 ) (-34 ) (-10 ) (-10 ) (-34 ) 0049B1835 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01791835 100 0180 41012 12624 0016 0031 0098 1437 196 0196

(9 ) (9 ) (9 ) (3 ) (3 ) (9 ) 0217C4475 1 0180 41012 12624 0014 0029 0090 1401 191 01794475 100 0180 41012 12624 0026 0052 0163 1722 235 0327

(81 ) (81 ) (81 ) (23 ) (23 ) (82 ) 0530

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmium Cds= kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd = loga-ritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

29

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 31: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Taulukko 12 Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuuden vaikutus etelaumlsuomalaisen keskivertopellon kadmium-kuormitukseen ja maan maaveden ja satojen kadmiumpitoisuuteen sekauml kadmiumpoistumiin huuhtoutumassaeroosiossa ja sadoissa dynaamisen tasemallin mukaan laskettuina yhden ja 100 vuoden ennusteina sekauml vas-taavat muutokset () kun pellon satotasona on kaumlytetty 11 viljelykasvin valtakunnallista keskiarvoa 3275 kgkuiva-ainetta hehtaarilta Lisaumlksi maan kadmiumpitoisuus jossa kadmiumlisaumlykset ja -poistumat saavuttavat ta-sapainotilan kyseisellauml kadmiumkuormituksella

LAumlHTOumlTILANNE TULOSCds logKdCd KdCd Maa- Huuh- Eroosi- Satoon Sadoissa Maassa Maassa

vedessauml toutuu ossa SS-tilassaCd-kuormitusyhteensaumlghav

Aika-jakso

Vuosia mgkg microgl ghav ghav ghav microgkg ka mgkg mgkg

A0705 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01800705 100 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 0198

(0 ) (0 ) (0 ) (10 ) 0386B1180 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01801180 100 0180 35496 3545 0063 0125 0111 0138 42 0222

(23 ) (23 ) (23 ) (23 ) 0645C2060 1 0180 35496 3545 0051 0102 0090 0138 42 01802060 100 0180 35496 3545 0075 0149 0132 0138 42 0265

(47 ) (47 ) (47 ) (47 ) 1127

Lyhenteet Fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudet A = 25 B = 50 C = 138 mgkg fosforia Cd = kadmiumCds = kadmiumin kokonaispitoisuus maassa laumlhtoumltilanteessa KdCd = kadmiumin jakautumiskerroin logKdCd =logaritmi kadmiumin jakautumiskertoimesta SS = Steady State

30

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 32: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

31

32 Kadmiumin ympaumlristoumlriskit

Maaveden PECPNEC suhde osoittautui olevan kaikilla viljelyvyoumlhykkeillaumlja kaikilla maalajeilla yli riskitason (Taulukot 13 ja 14) Kun tarkasteltiinriskejauml viljelykasveittain voitiin arvioida nykyisen tilanteen lisaumlksi riskejaumlsadan vuoden kuluttua erilaisilla lannoitteiden kadmiumpitoisuuksilla Veh-nauml- ja perunapelloilla riski on olemassa sekauml taumlllauml hetkellauml ettauml sadan vuodenkuluttua kaumlytettaumlessauml mitauml tahansa tarkastelluista lannoitteiden kadmiumpitoi-suuksista Sen sijaan sokerijuurikaspeltojen kadmiumpitoisuudet eivaumlt naumlytaumlnousevan riskitasolle saakka pitkaumlnkaumlaumln ajan kuluessa Riskisuhde ei nouseyli yhden edes korkealla EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoi-suudella (Taulukko 15)

Taulukko 13 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri viljelyvyoumlhykkeillauml

ViljelyvyoumlhykkeetI II III IV V

PEC microgl 0147 0217 0174 0181 0181PECPNEC 420 621 497 518 518

Taulukko 14 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) sekauml sen ja ympaumlristoumlllehaitattoman maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC)eri maalajiryhmillauml

MaalajiryhmaumltKarkeat

kivennaumlismaat SavimaatEloperaumliset

maatPEC microgl 0153 0156 0317PECPNEC 438 446 905

Taulukko 15 Maaveden kadmiumpitoisuuden (PEC) ja ympaumlristoumllle haitatto-man maaveden kadmiumpitoisuuden (PNEC) suhteet (PECPNEC) vehnauml-peruna- ja sokerijuurikaspellolla sekauml etelauml-suomalaisella keskivertopellollafosforilannoitteiden erilaisilla kadmiumpitoisuustasoilla ennustelaskelmienmukaan nyt ja vuonna 2100 (Cd = kadmium P = fosfori)

Lannoitteen kadmiumpitoisuus

Cd 25 mgkg P Cd 50 mgkg P Cd 138 mgkg PPeltotyyppiNyt 2100 2100 2100

Vehnaumlpelto 146 146 174 226Perunapelto 145 144 218 356Sokerijuurikaspelto 040 026 046 074Keskivertopelto 145 145 179 213

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 33: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

32

Vuoden 2000 riskinarviointiraportissa (Louekari ym 2000) laskettiin PNECarvo myoumls pintavesille PNEC 00085 microgl saatiin arviointikertoimen avullavesikirpulla tehdyn myrkyllisyyskokeen tuloksesta LOEC 017 microgl Kad-miumin maumlaumlraumlauml joka huuhtoutuu pelloilta salaojaputkia myoumlten pintavesiinvoidaan arvioida maaveden pitoisuuden ja sen laimenemiskertoimen avullajoka EUn riskinarvioinnin teknisen ohjeen (European Commission 1994)mukaan on 10 Naumlyttaumlisi siltauml ettauml pintavesiin salaojaputkista tulevan vedenkadmiumpitoisuus olisi pienempi kuin pintaveden PNEC arvo vaikka lan-noitteiden kadmiumpitoisuus Suomessa nousisi Poikkeuksen taumlstauml muodos-tavat perunapellot joiden salaojia pitkin kulkeutuvan veden pitoisuus nousisiEUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoitteiden kadmiumpitoisuudella yli pintavedenPNEC arvon

Pelloilta pintavesiin huuhtoutunut kadmium on lisaumlystauml vesien taustapitoi-suuteen Suomessa kadmiumin taustapitoisuudet jaumlrvissauml ovat yleensauml melkoalhaisia mediaani on 001 microgl ja 90 pitoisuuksista on alle 003 microgl(Skjelkvaringle ym 1999) Kun laimentuneen maaveden pitoisuus lisaumltaumlaumln taus-tapitoisuuteen pintaveden PNEC arvo ylittyy reilusti Jo pelkaumlstaumlaumln tausta-pitoisuudet ovat korkeampia kuin PNEC arvo

Kaumlytettaumlessauml nykyisenkaltaisia vain vaumlhaumln kadmiumia sisaumlltaumlviauml lannoitteitakadmium ei aiheuta riskejauml sokerijuurikaspelloilla ja ajan myoumltauml riskisuhdetulee jopa pienenemaumlaumln Vehnauml- ja perunaviljelyksillauml kadmium aiheuttaariskejauml ja riski tulee pysymaumlaumln sadan vuoden kuluttua samansuuruisena kuinnykyaumlaumlnkin tosin perunapelloilla riskit voivat vaumlhentyauml hitaasti pidemmaumlnajan kuluessa Jos Suomessa siirrytaumlaumln kaumlyttaumlmaumlaumln enemmaumln kadmiumiasisaumlltaumlviauml lannoitteita riskit vehnauml- ja perunapelloilla kasvavat Sen sijaansokerijuurikasviljelyksillauml riskiauml ei synny EUn keskimaumlaumlraumlisellauml lannoittei-den kadmiumpitoisuudellakaan vaikkakin riskisuhde laumlhenee ajan myoumltaumlriskirajaa

Maaveden pitoisuuksiin perustuvan riskinarvioinnin tulokset eri viljelykasvi-en osalta ovat hyvin laumlhellauml edellisen vuoden 2000 raportin tuloksia (Loue-kari ym 2000) Ainoastaan sokerijuurikaspeltojen arvioitu riskisuhde 100vuoden kuluttua kaumlytettaumlessauml suurinta lannoitteen kadmiumpitoisuutta 138mgkg P naumlyttaumlauml olevan pienempi kuin aikaisemmin on arvioitu Riskisuhdejaumlauml alle yhden eli on 074 kun aiemmin saatu arvo oli 11

Kun riskiauml arvioidaan PEC ja PNEC arvoja toisiinsa vertaamalla kaumlytetaumlaumlnhyvaumlksi ekotoksisuuskokeiden tuloksia Kadmiumin vaikutuksia maalla elauml-viin elioumlihin ei ole tutkittu riittaumlvaumln laajasti Lisaumlksi elioumliden saatavilla olevanliukoisen kadmiumin pitoisuutta ei ole useinkaan tutkimuksissa maumlaumlritettyvaan tulokset nojaavat kadmiumin kokonaispitoisuuksiin maassa Kaikkitehdyt tutkimukset eivaumlt myoumlskaumlaumln ole luotettavia ja tarpeeksi laumlpinaumlkyviaumlMyoumls taumlssauml arviossa kaumlytetyssauml heinaumlsirkkakokeessa on puutteensa koskatutkimuksessa ei ole mainittu kaumlytetyn maan ominaisuuksia Jotta algoritmia

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 34: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

33

on voitu kaumlyttaumlauml maaveden PNEC arvon laskemiseksi maan happamuus jaorgaanisen aineksen pitoisuus on pitaumlnyt arvioida Taumlmauml aiheuttaa epaumlvar-muutta lopullisen riskin arviointiin

Taumlssauml tutkimuksessa lannoitteiden kadmiumin aiheuttamat ympaumlristoumlriskittarkistettiin uusiin maaveden pitoisuustuloksiin nojaten Lisaumltutkimuksentarvetta huomattiin olevan etenkin elioumliden toksisuuskokeissa Nykyiset tut-kimusvaatimukset taumlyttaumlviauml ja kadmiumin biosaatavaan pitoisuuteen perustu-via tutkimustuloksia kaivattaisiin lisaumlauml riskinarvioinnin pohjaksi Lisaumlksitietoa tarvittaisiin myoumls siitauml miten kadmium kaumlyttaumlytyy Suomen ympaumlristouml-olosuhteissa ja siitauml miten paljon alhaisella laumlmpoumltilalla happamalla maape-raumlllauml sekauml pehmeillauml vesillauml on vaikutusta kadmiumin myrkyllisyyteen

33 Kadmiumin terveysriskit

Kadmiumiin liittyviauml terveysriskejauml on arvioitu Suomessa jo kahdesti (Niku-nen ym 1997 Louekari ym 2000) Taumlmauml riskinarvio poikkeaa edellisistaumlsiinauml ettauml pohjana kaumlytetaumlaumln uusia analyysituloksia viljelymaidemme kad-miumin kokonaispitoisuuksista sekauml omia kansallisia tuloksia peltojen maa-veden kadmiumpitoisuuksista

Taumlssauml riskinarvioinnissa on kaumlytetty uusimpia epidemiologisia tutkimuksiakadmiumin vaikutuksista munuaisiin ja luuston haurastumiseen Taumlrkeauml arvi-on laumlhtoumlkohta oli myoumls Belgiassa tehty riskinarvion luonnos (Federal PublicService of Belgium 2003) joka oli tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaa varten ja joka osaltaan varmensi kaumlsitystauml siitaumlmikauml virtsan kadmiumtaso liittyy haitallisiin terveysvaikutuksiin

331 Kadmiumin saanti elintarvikkeista

Nykyisin kadmiumin saanti elintarvikkeista on Suomessa noin 79microgvrkhenkilouml (Kumpulainen 2002) Saanti on pienentynyt 10 vuodessa noin20 (Kumpulainen 1991 Mustaniemi amp Hallikainen 1994 Louekari ym1988) Useiden tutkimusten mukaan noin 5 lla vaumlestoumlstauml saanti on kuiten-kin vaumlhintaumlaumln kaksinkertainen keskiarvoon verrattuna eli noin 16microgvrkhenkilouml (Coomes ym 1982 Louekari ym 1989 Vahter ym 1992)Kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt elintarvikkeissa on vahvistettu kahdessa EY-saumlaumldoumlksessauml EYA 832001466 ja EYA 622002221 (Taulukko 16)

Seuraavassa ennakoidaan kadmiumaltistumisen muutosta olettaen ettauml seu-raavan sadan vuoden ajan Suomessa kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kad-miumpitoisuus olisi 138 mgkg P joka on Euroopassa kaumlytettaumlvien fosfori-lannoitteiden kadmiumpitoisuuksien keskiarvo On huomattava ettauml Suomes-sa nykyisin kaumlytettaumlvaumlt fosforilannoitteet sisaumlltaumlvaumlt laumlhes kaksi kertaluokkaapienemmaumln kadmiumpitoisuuden Ennusteen tarkoitus oli selvittaumlauml miten

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 35: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

34

maaperaumln ja elintarvikkeiden kadmiumpitoisuus muuttuisi jos Suomessajouduttaisiin luopumaan kansallisesta lannoitteiden kadmiumpitoisuudenraja-arvosta (50 mg kg P) ja meillauml alettaisiin kaumlyttaumlauml samantyyppisiauml fosfo-rilannoitteita (kadmiumpitoisuus keskimaumlaumlrin 138 mgkg P) kuin muuallaEuroopassa Muutokset peltomaassa jota kaumlytetaumlaumln vehnaumln perunan ja soke-rijuurikkaan viljelyyn on kuvattu taulukoissa 9 10 ja 11 Ennusteen mukaanvehnaumln kadmiumpitoisuus kasvaisi noin 35 perunan ja sokerijuurikkaannoin 20

Taulukko 16 Elintarvikkeissa olevan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlt (mg maumlr-kauml painokilogramma) EYA 832001466 mukaan

ElintarvikeEnimmaumlis-

maumlaumlraumlmgkg

1 Nautaelaumlinten lampaiden sian ja siipikarjan liha 0052 Hevosenliha 023 Naudan sian lampaan ja siipikarjan maksa 054 Naudan lampaan sian ja siipikarjan munuainen 15 Kalanliha sellaisena 00551 Seuraavien kalojen liha sarda kaulussargi ankerias sardelli keltti piikkimakrilli luvari sardiinit sardinops tonnikalat ja kielikampela 016 Aumlyriaumliset paitsi ruskea ravunliha 057 Simpukat 18 Paumlaumljalkaiset (ilman sisaumllmyksiauml) 19 Viljat paitsi allamainitut 0191 Leseet alkiot ja vehnaumlnjyvaumlt ja riisi 0210 Soijapavut 0211 Vihannekset ja hedelmaumlt paitsi alla mainitut 005111 Lehtivihannekset tuoreet yrtit selleri ja kaikki viljellyt sienet 02112 Varsivihannekset juurivihannekset ja perunat (kuorittuina) 01

= EYA 622002221 mukaan

Taulukon 17 laskelmassa on kaumlytetty vanhoja tietoja elintarvikkeiden kad-miumpitoisuuksista koska uusia ei ollut saatavana Naumliden tietojen perus-teella ja olettaen ettauml myoumls muissa elintarvikkeissa kadmiumpitoisuus nousi-si noin 20 kadmiumin saanti ravinnosta kasvaisi 108 microgsta 14microgaanhenkiloumlvrk Uusimman tiedon mukaan saanti elintarvikkeista on kui-tenkin pienentynyt arvoon 79 microghenkiloumlvrk Vastaava muutos (108 microgsta14 microgaan) suhteutettuna nykyiseen saantiin merkitsee ettauml noin 100 vuodenkuluttua kadmiumin keskimaumlaumlraumlinen saanti elintarvikkeista olisi 103microghenkiloumlvrk

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 36: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

35

Taulukko 17 Elintarvikkeiden keskimaumlaumlraumlinen kulutus niiden kadmiumpitoi-suudet ja elintarvikkeista tuleva kadmiumaltistuminen Suomessa nykyisin(Mustaniemi amp Hallikainen 1994) sekauml vuonna 2100 kun ennustelaskelmissaon oletettu fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuudeksi eurooppalainen kes-kiarvo 138 mgkg fosforia (P)

Elintarvike Elintarvikkei-den keskimaumlauml-raumlinen kulutuspaumlivaumlssauml

gvrk

Nykyinen Cd-pitoisuus elin-tarvikkeessa

microgkg

Nykyinenaltistumi-nen ravin-nosta

microgvrk

Ennakoituelintarvik-keiden Cd-pitoisuusvuonna 2100microgkg

Ennakoitualtistuminenravinnostavuonna2100microgvrk

Vehnauml 96 46 44 65 62Ruis 66 10 07 14 09Muut vilja-tuotteet 22 20 04 27 06Vihannekset 108 10 11 12 13Juurekset 29 21 06 25 07Peruna 122 10 12 12 15Hedelmaumlt 183 lt1 01Marjat 39 10 04Liha 62 1 006Sisaumlelimet 3 135

1) 04Kala 39 12

2) 05

Maitotuotteet 442 lt2 3) 004

Oumlljyt ja rasvat 37 lt20 04Alkoholi 155 lt2

4) 02

Sokeri ja ma-keiset 31 lt10 02Tee 109 lt01 lt001Kahvi 433 lt02 004Altistuminenmuista elintar-vikkeista paitsiviljasta ja pe-runasta 235 28 5)

Yhteensauml 95) 108 140

)Jos kadmiuminsaanti on 95 microghenkiloumlvrk se vastaa 11 microg kadmiumia kehon painokiloa kohden viikossa Kadmiumin PTWI-suositus viikoittaiseksi enimmaumlissaanniksi (Provisional Tolerable Weekly Intake) on 7 microgkg kehon painokiloa kohden viikossa1)Naudan ja sian maksan ja munuaisten Cd-pitoisuuksien keskiarvo2)

Silakan ja kirjolohen Cd-pitoisuuden keskiarvo3)

Taumlssauml Cd-pitoisuuden yksikkoumlnauml mgkg kuivapainoa4)

Viinin ja oluen Cd-pitoisuuksien keskiarvo5)Arvio perustuu oletukseen ettauml Cd-altistuminen muista elintarvikkeista paitsi viljasta ja perunasta kasvaa noin 20 mikauml vastaa perunalle ja sokerijuurikkaalle ennustettua Cd-pitoisuuden kohoamista

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 37: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

36

332 Kadmiumille altistumisen ja virtsan kadmiumtasonvaumllinen yhteys

Epidemiologisissa tutkimuksissa joissa on selvitetty kadmiumin vaikutuksiavaumlestoumltasolla on kaumlytetty altistumisen ja kehon kuorman mittarina virtsankadmiumpitoisuutta (U-Cd) Jotta riskinarviointi on mahdollista tulee naumlinollen luoda yhteys ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen ja virtsan kad-miumtason vaumllille Koska keskimaumlaumlraumlinen kadmiuminsaanti ravinnossa olisitulevaisuudessa noin 103 microghenkiloumlvrk ja 5 lla vaumlestoumlstauml kaksinkertaineneli noin 21 microgvrk tulee siis ensiksi laskea mikauml virtsan kadmiumtaso vastaaedellauml mainittua altistumistasoa Perusteena seuraavissa laskelmissa on aumls-kettaumlin valmistunut belgialainen kadmiuminriskinarviointi (Federal PublicService of Belgium 2003) joka on tarkoitettu EUn olemassa olevien ainei-den riskinarviointiohjelmaan ja jonka pohjalta tullaan paumlaumlttaumlmaumlaumln myoumls EUnlaajuisista riskinhallintatoimista

Ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen maumlaumlrinauml on kaumlytetty nykyistauml kes-kiarvoa 79 microghenkiloumlvrk sekauml ennustettua maksimia (21 microghenkiloumlvrk)joka siis koskee vain osaa vaumlestoumlstauml Kadmiumin imeytyminen ruoansulatus-kanavasta on normaalisti 5 mutta raudan puutos lisaumlauml imeytymistauml jopa 10iin asti Siten paumlivittaumlisen ravinnon sisaumlltaumlmaumlstauml kadmiummaumlaumlraumlstauml 21 microgimeytyy raudanpuutoksen omaavilla henkiloumlillauml 21 microgvrk (Taulukko 18)

Belgian riskinarvioinnin (Federal Public Service of Belgium 2003) mukaan50-vuotiailla ihmisillauml joilla elimistoumloumln kertynyt kadmiumkuorma on suu-rimmillaan 1 microg imeytynyttauml kadmiumia vastaa noin 05 microg kadmiumia lit-rassa virtsaa Naumlin ollen yllauml olevan laskelman imeytynyt osuus 21 microg vastaavirtsan kadmiumpitoisuutta 11 microgl Belgialainen arvio perustuu seuraa-viin tietoihin kadmiumin puoliintumisaika elimistoumlssauml on 136 vuotta 13elimistoumln kuormasta on munuaisissa ja erittyminen virtsaan on noin 0016 munuaisten kadmiumsisaumllloumlstauml

Ruotsissa on arvioitu ettauml raudan puutos (elimistoumln rautavarasto tyhjauml) olisinoin 175 000 - 700 000 naisella (Berglund amp Vahter 1998) Kyse on siismerkittaumlvaumlstauml riskiryhmaumlstauml Berglund amp Vahter (1998) edelleen arvioivatettauml 250 000 tupakoivalla naisella joilla on raudan puutos munuaisten (jatodennaumlkoumlisesti myoumls virtsan) kadmiumpitoisuus olisi 4-6 -kertainen verrat-tuna ei-tupakoiviin joilla on elimistoumlssauml riittaumlvaumlsti rautaa Vastaavia arvioitariskiryhmien koosta Suomessa esitetaumlaumln myoumlhemmin kohdassa 334 Riskinluonnehdinta Pelkaumlstaumlaumln tupakointi ilman raudanpuutosta lisaumlauml virtsan jamunuaisten kadmiumpitoisuutta noin 2-3 -kertaiseksi (Elinder ym 1976Nilsson ym 1995)

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 38: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

37

Taumlssauml valittiin tarkasteluun kolme altistumisennustetta (Taulukko 18)

1) normaali ja kohonnut kadmiuminsaanti ravinnosta

2) raudanpuutos joka lisaumlauml kadmiumin imeytymistauml ja

3) raudanpuutos yhdessauml tupakan aiheuttaman altistumisen kanssa

Naumlihin ennusteisiin on keskitetty huomio myoumls tuoreissa Belgian (FederalPublic Service of Belgium 2003) ja Ruotsin (Elinder ym 1998 Jaumlrup 1998)riskinarvioissa Kaumlyttaumlen belgialaisessa raportissa ja muussa kirjallisuudessaesitettyjauml kertoimia ja tietoja voidaan laskea ravinnosta tulevan kadmiumal-tistumisen ja virtsan kadmiumtason vaumllinen suhde (Taulukko 18)

Riskiryhmien kadmiumaltistuminen on keskiarvoon verrattuna 5-10 -kertainen Melko runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvien fosforilannoitteiden kaumlyttoumlnostaa virtsan kadmiumtasoa jonkin verran kaikissa vaumlestoumlryhmissauml ja suu-rentaa riskiryhmien kokoa Taumltauml tarkastellaan yksityiskohtaisemmin luvussa334 Riskin luonnehdinta

Taulukko 18 Kadmiumin (Cd) saanti ravinnosta ja tupakasta (20 savuket-tahenkiloumlvrk) imeytyminen elimistoumloumln sekauml pitoisuus virtsassa eri vaumlestouml-ryhmillauml Vaihteluvaumllien alaraja vastaa nykyistauml keskimaumlaumlraumlistauml tilannetta jaylaumlraja tilannetta 100 vuoden paumlaumlstauml 5 lla vaumlestoumlstauml

Vaumlestoumlryhmauml Cd-saantiravinnosta

microghenkiloumlvrk

Cd-saantitupakasta

microghenkiloumlvrk

Cdn imeyty-minen eli-mistoumloumlnmicroghenkiloumlvrk

Cd-pitoisuusvirtsassamicrogl

1 Aikuiset eiraudanpuutostaei-tupakoivat 79-21 - 04-11 02-062 Aikuiset joillaraudanpuutosei-tupakoivat 79-21 - 08-21 04-113 Aikuiset joillaraudanpuutostupakoijat 79-21 05-20 1) 13-41 065-21

1) Yksi savuke sisaumlltaumlauml 1-2 microg kadmiumia josta keuhkoissa imeytyy 0025-005 microg

333 Kadmiumin vaikutukset terveyteen

Kadmiumin kriittiset terveysvaikutukset kohdistuvat munuaisiin ja luustoon(Taulukko 19) Jo verrattain matalilla altistumistasoilla kadmium aiheuttaamunuaisten toiminnassa muutoksia joista seuraa proteiinien ja kalsiuminerittymistauml virtsaan sekauml myoumlhemmin munuaisten toiminnan vajausta muunmuassa kreatiniinin erittymisen hidastuminen ja kertyminen seerumiin Kad-miumaltistumisen vaikutukset munuaisiin tunnetaan nykyisin varsin hyvin

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 39: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

38

sekauml epidemiologisten tutkimusten ettauml elaumlinkokeiden perusteella Kriittinenaltistumistaso ilmaistuna virtsan kadmiumpitoisuutena on noin 2-4 microgl Oneraumlitauml viitteitauml siitauml ettauml jo matalilla virtsan kadmiumpitoisuuksilla (noin 1microgl) voi olla tilastollinen yhteys munuaisten toiminnan haumlirioumlihin muttanaumlmauml viitteet eivaumlt ole kyllin todistusvoimaisia verrattuna aiempiin tutkimuk-siin

Taulukko 19 Terveyteen kohdistuvat kadmiumin (Cd) haitalliset vaikutuksetjotka on todettu vaumlestoumltutkimuksissa ei-tyoumlperaumlisesti altistuneilla ihmisillauml jahaitallista vaikutusta vastaava virtsan Cd-pitoisuus (kriittinen virtsan Cd-pitoisuus)

TERVEYSVAIKUTUKSET Kriittinen virtsanCd-pitoisuus

microgl

Kirjallisuusviite

Vaikutukset munuaisiinLisaumlaumlntynyt proteiinien erittyminen virtsaanRBP NAG β2-M AA Ca 14-28 Buchet ym 1990Munuaisten toiminnan vajaus 10 Roels ym 1993Kreatiniinin poistuminen hidastuu 28-70 Staessen ym 1994Seeruminen kreatiniinitaso nousee 16 Ewers ym 1985Proteiinien erittyminen virtsaan kohoaaAAP Alkalinen fosfataasi NAGa1-mikroglobuliini 40 Jung ym 1993Lisaumlaumlntynyt merkkiproteiinienerittyminen virtsaan NAG ja AAP 2 Muller ym 1989Proteiiniurian prevalenssi(yleisyys vaumlestoumlssauml) kasvaa 10 2 Jaumlrup ym 2000Albumiinin ja beettamikroglobuliininerittyminen virtsaan lisaumlaumlntyy 162 Nordberg ym 1997Vaikutukset luun tiheyteen jakalsiumin erittymiseenLisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 10-56 Buchet ym1990Lisaumlaumlntynyt kalsiumin erittyminen virtsaan 081 Jaumlrup

(julkaisematon tieto)Luun tiheys alenee 04-24 Alfven ym 2000Luun resorption kiihtyminen japrostaglandiinin E2-tason nousu 2 Roels ym 1993Seeruminen kalsiumtason nousu miehillauml 28-70 Staessen ym 1991

RBP=retinolia sitova proteiini NAG=N-asetyyli-b-glukosamidase β2 -M = virtsan β2

-mikroglobuliini AA= virtsan aminohapot Ca= virtsan kalsium AAP= alaniini aminopeptidaasi) Kriittiset pitoisuudet paumltevaumlt vaumlestoumlryhmiin eivaumlt yksiloumlihin Kun kriittinen taso saavutetaanvaumlestoumlryhmaumlssauml havaitaan tilastollisesti merkitsevauml munuaisvaurion tai luustovaikutusten yleis-tyminen) Taumlmauml tutkimus sisaumllsi myoumls tyoumlperaumlisesti altistuneita) Geometrinen keskiarvo

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 40: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

39

Ruotsalainen riskinarvio (Elinder amp Nordberg 1998) esittaumlauml johtopaumlaumltoumlksenaumljotta voidaan estaumlauml munuaisvaurio joka voi edetauml kliiniseksi taudiksi jamahdollisesti lisaumlauml kuoleman riskiauml kadmiumtaso munuaisissa tulee pitaumlaumlalle 50 mgkg ja virtsan kadmiumtaso alle 25 microgl Tuoreimmat tutkimuksetovat kuitenkin osoittaneet ettauml kriittinen virtsan kadmiumtaso on matalampikuin 25 microgl (Taulukko 19) On huomattava ettauml niistauml joiden virtsan kad-miumtaso on 2-4 microgl noin 10 lle kehittyy munuaisvaurio (Buchet ym1990)

On useita riskitekijoumlitauml aiemmin mainittujen lisaumlksi jotka vaikuttavat ihmis-ten herkkyyteen Sellaisia ovat muun muassa ikauml sukupuoli ja munuaistok-sisten laumlaumlkeaineiden kaumlyttouml Kadmiumin ensimmaumliset vaikutukset munuaisiinkuten proteiinien erittyminen virtsaan eivaumlt ole luonteeltaan vakavia Hiemankorkeammilla altistumistasoilla (U-Cd todennaumlkoumlisesti yli 4 microgl) munuaistentoiminta kuitenkin heikkenee ja on viitteitauml myoumls kohonneesta kuolleisuu-desta munuaisperaumlisiin tauteihin (Nakagawa ym 1993 Nishijo ym 1995)Edellauml mainittu virtsan kadmiumtaso (gt4 microgl) on kuitenkin Suomessa hyvinharvinainen

Kadmiumin vaikutus luustoon johtuu ilmeisesti kalsiumin lisaumlaumlntyneestaumlerittymisestauml virtsaan sekauml mahdollisesti myoumls suorista vaikutuksista D-vitamiinitasoon ja luustoon Kohonneesta kadmiumaltistumisesta seuraaalentunut luuston tiheys ja luuston haurastuminen vanhemmalla iaumlllauml Taumlmaumlaiheuttaa luunmurtumien riskin kasvamisen Taumltauml riskiauml voidaan pitaumlauml kan-santerveydellisesti varsin merkittaumlvaumlnauml Suomessakin on syytauml seurata aihettakoskevaa tutkimusta tarkoin ja tarvittaessa vaumlhentaumlauml riskiryhmien kadmiu-maltistumista eri keinoin Luustovaikutuksiin liittyvauml virtsan kadmiumtaso onnoin 1-2 microgl Viime vuosina julkaistut epidemiologiset ja kokeelliset tutki-mukset ovat tuoneet lisaumlauml naumlyttoumlauml siitauml ettauml kadmiumaltistumisen aiheuttamaluuston haurastumisen riski on todellinen ja liittyy varsin mataliin altistu-mistasoihin (Taulukko 19) FAOWHO onkin harkitsemassa uudelleen suo-situsta joka koskee ravinnosta saatavan kadmiumin enimmaumlismaumlaumlraumlauml (noin60 microgvrk aikuisella) Suomessa kadmiuminsaanti ravinnosta on nykyisin79-16 microghenkiloumlvrk riskinarvioinnissa on otettava huomioon myoumls li-saumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen osalla vaumlestoumlstauml ja tupakointi

Alfven ym (2000) tutkivat luun tiheyttauml (BMD) ja kadmiumin eritystauml virt-saan 1066lla tyoumlperaumlisesti ja ympaumlristoumln kautta kadmiumille altistuneellahenkiloumlllauml Tutkimuksessa havaittiin selvauml annos-vaste -suhde virtsan kad-miumpitoisuuden ja luuston haurastumisen vaumllillauml Naisilla alentunut luuntiheys havaittiin kun U-Cd oli noin 1-2 microgl

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 41: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

40

334 Riskin luonnehdinta

Runsaasti kadmiumia sisaumlltaumlvaumln fosforilannoitteen kaumlyttouml sadan vuoden aika-na kohottaisi suomalaisten keskimaumlaumlraumlistauml kadmiuminsaantia ravinnosta79stauml 108aan microgvrk Ennusteen mukaan osalla vaumlestoumlstauml saanti olisi noin21 microgvrk Taumlmauml altistumistaso ei sinaumlnsauml ole terveydelle haitallinen

Taulukossa 18 esitetaumlaumln suomalaisen vaumlestoumln keskimaumlaumlraumlinen ja riskiryhmienkadmiumaltistuminen Riskiryhmillauml on lisaumlaumlntynyt kadmiumin saanti ravin-nosta lisaumlaumlntynyt kadmiumin imeytyminen raudanpuutoksen vuoksi jatai hetupakoivat Riskiryhmillauml virtsan kadmium on enimmillaumlaumln tasolla 11-21microgl Jollain vaumlestoumlryhmaumlllauml saattavat vaikuttaa kaikki edellauml mainitut riskite-kijaumlt Naumlyttaumlauml siltauml ettauml jo kaksi riskitekijaumlauml esimerkiksi kohonnut saantiravinnosta ja tehokkaampi imeytyminen riittaumlvaumlt nostamaan virtsan kad-miumpitoisuuden sellaiselle tasolle joka on merkki lisaumlaumlntyvaumlstauml luustonhaurastumisriskistauml vanhemmalla iaumlllauml Verrattaessa taumltauml riskiryhmien virtsankadmiumtasoa (11-21 microgl) taulukon 19 lukuihin huomataan ettauml turvamar-ginaalia ei ole Naumlin ollen terveyshaitat ovat mahdollisia

Taulukossa 20 esitetaumlaumln niiden vaumlestoumlryhmien kokoa joihin edellauml mainitutriskitekijaumlt vaikuttavat Erillisinauml ryhmaumlt ovat verrattain suuria Toistaiseksion vaikeaa arvioida kuinka suuria ovat ryhmaumlt joihin vaikuttaa kaksi taikolme riskitekijaumlauml Todennaumlkoumlisesti Suomen vaumlestoumlssauml on enintaumlaumln joitakintuhansia ihmisiauml joiden virtsan kadmiumtaso on 1-2 microgl Naumlillauml ihmisillauml onluuston haurastumisen riski vanhemmalla iaumlllaumlTaulukko 20 Altistuminen kadmiumille (Cd) vastaavat virtsan kadmiumtasotja arviot riskiryhmien koosta Suomessa

Kadmiumin altistumislaumlhteet jariskitekijaumlt

Vastaava virtsanCd-pitoisuus

microgl

Vaumlestouml- tai riskiryh-maumln koko Suomessahenkiloumlauml

Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microghenkiloumlvrk 02 noin 5 000 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk 06 250 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja tupakoinnista 05-20microgvrk (20 savukkeesta) 045-16 180 000Cd-saanti ravinnosta keskimaumlaumlrin79 microgvrk ja kaksinkertainenimeytyminen 04 100 000 400 000Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml runsastupakointi 085-16 Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk sekauml kaksin-kertainen imeytyminen 11

Cd-saanti ravinnosta 100 vuodenennusteena 21 microgvrk kaksin-kertainen imeytyminen ja runsastupakointi 135-21

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 42: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

41

Munuaisten kannalta haitallinen virtsan kadmiumtaso 2-4 microgl koskee pie-nempaumlauml vaumlestoumlryhmaumlauml todennaumlkoumlisesti joitakin satoja ihmisiauml Naumlitauml lukujavoidaan verrata ruotsalaiseen riskinarvioon ottaen huomioon Ruotsin suu-remman vaumlkiluvun ja suuremman ravintoperaumlisen altistumisen Johtopaumlaumltoumlk-siaumlmme tukee ruotsalainen riskinarviointi (Elinder ym 1998) jonka mukaanuseilla tuhansilla ihmisillauml tulee kehittymaumlaumln munuaisvaurio Edelleen Elin-der ym (1998) arvioivat ettauml jos keskimaumlaumlraumlinen saanti ravinnosta kaksin-kertaistuisi 15sta 30 mikrogrammaanvrk munuaisvaurion vallitsevuus (pre-valenssi) vaumlestoumlssauml olisi noin 100 000 henkiloumlauml

Terveysriskien arvioinnin perusteella on suositeltavaa ettauml lannoitteidenkadmiumpitoisuus Suomessa ei nousisi keskimaumlaumlraumliselle keskieurooppalai-selle tasolle Lannoitteiden kadmiumpitoisuuden kohoaminen aiheuttaisi pit-kaumlllauml aikavaumllillauml kansanterveydellisiauml ongelmia joista taumlrkein on luunmurtu-mien riskin kasvu vanhenevalla vaumlestoumlllauml Suomen tulisi olla aloitteellinenEUn yhteisen lannoitteiden kadmiumpitoisuutta koskevan enimmaumlisarvonantamisessa samoin kuin elintarvikkeiden enimmaumlispitoisuuksien alentami-sessa FAOWHOn suositusta kadmiumin viikoittaisesta enimmaumlissaannistatulisi tarkistaa

4 YhteenvetoTaumlmaumln tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa viljelymaiden ja maa-veden kadmiumpitoisuuksista sekauml naumlihin tuoreisiin kansallisiin tietoihinperustuen selvittaumlauml lannoitteiden kadmiumpitoisuuden pitkaumlaikaisvaikutuksiapeltomaan kadmiumtaseisiin ja kadmiumin ympaumlristouml- ja terveysriskeihinKaikki tutkimuksessa kaumlytetyt menetelmaumlt olivat joko kansainvaumllisten stan-dardien mukaisia kansainvaumllisesti yleisessauml kaumlytoumlssauml tai Euroopan komissionsuosittelemia Tutkimuksessa hyoumldynnettiin MTTn viljelymaiden tilan val-takunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyte- ja tulosaineistoja ja tulostentulkinnassa GTKn ja SYKEn tuloksia

Kadmiumin kokonaispitoisuudet peltomaista selvitettiin entistauml kattavamminkoko Suomen alueelta Kadmiumpitoisuuksien keskiarvo 018 mgkg kaviljelymaissa oli taumlmaumln vuonna 1998 keraumltyn maanaumlyteaineiston (n=338)perusteella alhaisempi kuin noin neljaumlnnes vuosisata aiemmin eli vuonna1974 keraumltyn suppeahkon aineiston (n=86) vastaava keskiarvo 021 mgkgka Pitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 002-075 mgkg mediaanin ollessa 015mgkg ka Peltojemme kadmiumpitoisuudet olivat alhaisia verrattuna moneenmuuhun Euroopan maahan mukaan lukien Ruotsi

Peltojen maaveden kadmiumpitoisuudet selvitettiin Suomen oloissa ensim-maumlistauml kertaa Taumlhaumln saakka pitoisuuksista ei ollut olemassa mitattua tietoaKaumlytaumlnnoumlssauml maaveden kadmiumpitoisuus mitattiin 16 ominaisuuksiltaanvaihtelevasta maanaumlytteestauml ja saatujen tulosten avulla kehitettiin matemaat-

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 43: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

42

tinen malli kadmiumin jakautumiskertoimelle ja sen riippuvuudelle maanpHsta sekauml kadmiumin ja orgaanisen hiilen pitoisuudesta Taumltauml mallia sovel-lettiin valtakunnallisen seurantatutkimuksen maanaumlyteaineistoon josta maumlauml-ritettiin myoumls kadmiumin kokonaispitoisuudet Mallin mukaan maavedenkeskimaumlaumlraumlinen kadmiumpitoisuus pelloissamme oli 0093 microgl joka olipohjoismaisittain vertaillen korkeahko johtuen eloperaumlisten maiden runsau-desta ja peltojemme alhaisesta pHsta ja korkeampi kuin aiemmin arveltiinPitoisuudet vaihtelivat vaumllillauml 0004-2416 microgl ja jakauma oli vino Keski-maumlaumlrin korkeimmat maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet olivat eloperaumli-sissauml maissa Mitauml enemmaumln kadmiumia on maavedessauml sitauml biosaatavampaaja huuhtoutuvampaa kadmium on viljelymaassa Kadmiumpitoisuudet olivatselvaumlsti suurempia peltojen maavesissauml kuin pinta- ja pohjavesissauml

Dynaamisissa tase- ja ennustelaskelmissa testatut olosuhteet vastasivat vilje-lyvyoumlhykkeitauml I-III jotka edustavat runsasta 80 koko Suomen viljellystaumlalueesta Testattavat viljelykasvit olivat vehnauml ja peruna koska vaumlestoumlmmepaumlaumlasiallisin kadmiuminsaanti on naumlistauml ruoka-aineista peraumlisin Lisaumlksi tes-tattiin etelaumlsuomalaista keskivertopeltoa jonka satotasona kaumlytettiin 11 eriviljelykasvin keskiarvosatoa ja jonka vuotuiset kadmiumkuormitukset erilaumlhteistauml oli valtakunnan keskitasoa Laskelmissa oli mukana myoumls erikois-kasvina sokerijuurikas jonka tiedetaumlaumln tehokkaasti ottavan metalleja maastaTase- ja ennustelaskelmien mukaan kuormituksen kasvaessa kadmiuminkertyminen maahan ja siirtyminen vesiin ja satoihin oli selvaumlsti suurempaakuin oli aiemmissa laskelmissa todettu kun puuttuvien kansallisten tietojentilalla oli kaumlytetty kansainvaumllisiauml tuloksia tai vanhentuneita kansallisia tulok-sia

Sadan vuoden ennusteet osoittavat ettauml nykyisen kadmiumpitoisuuden 25mgkg fosforia (P) omaavilla fosforilannoitteilla ja nykyisellauml vuotuisellakokonaiskuormituksella kadmiumpitoisuudet maassa maavedessauml ja sadoissapysyvaumlt laumlhes ennallaan Jos fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus nousisitaumlmaumlnhetkiselle suurimmalle sallitulle tasolle 50 mgkg P ja kuormituksetmuista laumlhteistauml saumlilyisivaumlt muuttumattomina niin seuraavan 100 vuodenaikana maan ja maaveden kadmiumpitoisuudet lisaumlaumlntyisivaumlt 10-50 llariippuen viljeltaumlvaumlstauml kasvista sekauml satojen kadmiumpitoisuudet 5-15 llaJos kotimaisten lannoitteiden tilalla kaumlytettaumlisiin eurooppalaisia keskiverto-lannoitteita joiden kadmiumpitoisuus on 138 mgkg P niin maan ja maave-den kadmiumpitoisuudet olisivat 100 vuoden kuluttua 50-150 ja viljely-kasvien kadmiumpitoisuudet 20-40 korkeammat kuin nykyisin Viljely-kasveista suhteellisesti eniten nousisi vehnaumln jyvien kadmiumpitoisuus toi-seksi eniten perunan mukuloiden ja vaumlhiten sokerijuurikkaiden kadmiumpi-toisuus Tase- ja ennustelaskelmat osoittivat ettauml runsaskadmiumisten fosfo-rilannoitteiden kaumlyttouml ja sitauml kautta pellon lisaumlaumlntyvauml kadmiumkuormitusheikentaumlisivaumlt maaperaumln pinta- ja pohjavesien sekauml elintarvikkeiden laatuaJos Suomessa halutaan pitkaumlllauml taumlhtaumlimellauml saumlilyttaumlauml elintarvikkeiden turvalli-suus ympaumlristoumln puhtaus ja kestaumlvauml kehitys niin jopa nykyinenkin fosfori-

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 44: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

43

lannoitteiden suurin sallittu kadmiumpitoisuus 50 mgkg P vaikuttaa liiankorkealta

Kadmiumin ympaumlristoumlriskiarvioiden ja ennustelaskelmien mukaan Suomessanykyisin kaumlytettaumlvien fosforilannoitteiden kadmiumpitoisuus (25 mgkg P)aiheuttaa riskiauml ympaumlristoumllle Riskiauml esiintyy kaikilla viljelyvyoumlhykkeillauml jakaikissa maalajeissa Poikkeuksen muodostavat sokerijuurikaspellot joidenkadmiumpitoisuus ei ylitauml riskitasoa Sokerijuurikasta viljellaumlaumln korkeassapHssa jolloin kadmiumin sitoutuminen maahiukkasiin tehostuu Maavedenkadmiumpitoisuus jaumlauml siten pienemmaumlksi eikauml riskiauml maavedessauml synny Joslannoitteissa sallitaan tulevaisuudessa korkeammat EUn keskimaumlaumlraumlisetkadmiumpitoisuudet (138 mgkg P) tulevat ympaumlristoumlriskit kasvamaan 100vuoden aikana pelloillamme 47-145 Korkein riskisuhde (356) tulisi 100vuoden paumlaumlstauml olemaan perunapelloilla Suomessa tulisikin huolehtia siitaumlettei lannoitteiden kadmiumpitoisuus nouse nykyisestauml tasostaan Riskienvaumlhentaumlmiseksi pelloiltamme lannoitteiden kadmiumpitoisuutta tulisi jopaalentaa nykyisestauml

Kadmiumin terveysriskejauml koskevat arvioinnit ja ennusteet osoittivat ettauml josfosforilannoitteidemme kadmiumpitoisuus pysyy nykyisellauml tasolla kadmiumei aiheuta terveysriskiauml keskimaumlaumlraumliselle suomalaiselle vaumlestoumllle jonka kad-miuminsaanti ravinnosta on 79 microghenkiloumlvrk Vaumlestoumlryhmaumlssauml jolla kad-miumin imeytyminen on kasvanut raudanpuutoksen vuoksi ja joka tupakoielimistoumln kadmiumtaso voi vanhemmalla iaumlllauml olla haitallisen korkea Arvi-oitu virtsan kadmiumtaso on heillauml 11-21 microgl Ensimmaumlinen kadmiuminaiheuttama terveyshaitta naumlyttaumlisi olevan luuston haurastuminen joka lisaumlaumlluunmurtumien riskiauml ja hieman korkeammalla altistumistasolla munuaisvau-rion riski Taumlmaumln riskiryhmaumln koko on enintaumlaumln joitakin tuhansia henkiloumlitaumlSen sijaan Euroopassa keskimaumlaumlrin vallitseva lannoitteiden kadmiumtasoaiheuttaisi pitkaumlllauml aikavaumllillauml ravinnosta tulevan kadmiumaltistumisen selvaumlnkasvun Alustavien laskelmien mukaan siitauml seuraisi ettauml sellaisten riskiryh-mien joilla virtsan kadmiumtaso ylittaumlauml 1-2 microgl koko kaksinkertaistuisiTurvallisuusmarginaalia riskiryhmillauml ei ole ja altistumisen kohoamista eivoida pitaumlauml hyvaumlksyttaumlvaumlnauml EUn riskinhallintakaumlytaumlnnoumln mukaan jo nykyi-siauml riskiryhmien altistumistasoja tulisi vaumlhentaumlauml

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 45: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

44

5 KirjallisuusAlfven T Elinder CG Carlsson MD Grubb A Hellstroumlm L Persson

B Petterson C Spang G Schutz A amp Jaumlrup L 2000 Low-level cad-mium exposure and osteoporosis Journal of Bone and Mineral Research15(8) 1579-1586

Baghdady NH amp Sippola J 1983a Total heavy metal recovery by aquaregia in soils of different origin Annales Agriculturae Fenniae 22 175-185

Baghdady NH amp Sippola J 1983b Efficiency of aqua regia in extractingCd Cr Hg Ni and Pb from soils of different origins Annales AgriculturaeFenniae 22 240-244

Berglund M amp Vahter M 1998 Exposure and dose Teoksessa Healtheffects of cadmium exposure - a review of the literature and a risk esti-mate Scandinavian Journal of Work Environment and Health 24 Sup-plement 1 9-18

Buchet JP Lauwerys R Roels H Bernard A Brauaux P Claeys FDucoffre G De Plaen P Staessen J Amery A Lijnen P Thijs LRondia D Sartor F Saint-Remy A amp Nick L 1990 Renal effects ofcadmium body burden of the general population Lancet 366 699-702

Christensen TH 1989 Cadmium soil sorption at low concentrations VIIICorrelation with soil parameters Water Air and Soil Pollution 44 71-82

Coomes TJ Sherlock JC amp Walters B 1982 Studies in dietary intakeand extreme consumption Royal Society of Health Journal 102(3)119-123

Davister A 1996 Studies and research on processes for the elimination ofcadmium from phosphoric acid OECD Proceedings Fertilizers as aSource of Cadmium OECD Cadmium Workshop Saltsjoumlbaden Sweden16-20 October 1995 Pariisi Inter-Organization Programme for the SoundManagement of Chemicals IOMC s 21-30

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2001 Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems AROMIS Report of the first meetingCemagref Regional Centre of Rennes France 21-22 June 2001Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in der LandwirtschafteV 271 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisforum

Eckel H Doumlhler H amp Roth U 2003 Welcome to AROMIS Concerted ac-tion Assessment and reduction of heavy-metal input into agro-ecosystems Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwktbldeenglishprojectsaromisindexhtm

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 46: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

45

Elinder CG Berglund M Jaumlrup L Nordberg G amp Vahter M 1998 Riskcharacterization Teoksessa Health effects of cadmium exposure a re-view of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 41-51

Elinder CG Kjellstroumlm T Lind B amp Linnman L 1976 Cadmium concen-trations in kidney cortex liver and pancreas among autopsied SwedesArchives of Environmental Health 31 292-302

Elinder CG amp Nordberg G 1998 Kidneys Teoksessa Health effects ofcadmium exposure a review of the literature and a risk estimate Scan-dinavian Journal of Work Environment and Health 24 Supplement 1 18-31

Eriksson J Andersson A amp Andersson R 1997 Tillstaringndet I svensk aringker-mark (Current status of Swedish arable soils) Naturvaringrdsverket Rapport4778 Uppsala Naturvaringrdsverket Foumlrlag 59 s

Eriksson J Oborn I Jansson G amp Andersson A 1996 Factors influenc-ing cadmium content in crops results from Swedish investigationsSwedish Journal of Agricultural Research 26 125-133

Erjala M amp Erviouml R 1994 Heavy metal concentrations in sugar beet fieldsand sugar beet in Finland Conference on sugar processing researchHelsinki 7-9 elokuuta 1994 Mimeografia Jokioinen Maatalouden tut-kimuskeskus 16 s

ERM 2000 A study to establish a programme of detailed procedures for theassessment of risks to health and the environment from cadmium in fertil-izers Final report February 2000 European Commission DirectorateGeneral Industry Brussels Environmental Resources Management(ERM) 72 s

Erviouml R Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 1990 Chemical characteristics ofFinnish agricultural soils in 1974 and in 1987 Teoksessa Kauppi P ym(toim) Acidification in Finland Berliini Springer-Verlag s 217-234ISBN 3-540-52213-1 ISBN 0-387-52213-1

Eurola M Hietaniemi V Kontturi M Tuuri H Pihlava J-M Saasta-moinen M Rantanen O Kangas A amp Niskanen M 2003 Cadmiumcontents of oats (Avena sativa L) in official variety organic cultivationand nitrogen fertilization trials during 1997-1999 Journal of AgriculturalFood Chemistry 51 2608-2614

European Commission 1994 Technical guidance document in support ofcommission directive 9367EEC on risk assessment for new notified sub-stances and commission regulation (EC) No 148804 on risk assessmentfor existing substances Part II Chapter 3 Environmental risk assess-ment Luxembourg Office for official publications of the European Com-munities 276 s ISBN 92-827-8012-0

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 47: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

46

European Communities 2003 Technical guidance document Part I Luxem-bourg Institute for Health and Consumer Protection European ChemicalsBureau Office for Official Publications of the European Communities 302s

EUROSTAT 1995 Europeacutes environment statistical compendium for thedobris assessment Brussels EUROSTAT European Commission 455s

Ewers U Brockhaus A Dolgner R Ingeborg F Jerman E Hahn RSchlipkoumlter H-W amp Bernard A 1985 Cadmiumbelastung und Nieren-funktionsstoumlrungen Staub Reinhaltung der Luft 45 (12) 560-566

EYA 832001466 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta AnnettuBrysselissauml 832001 Euroopan yhteisoumljen virallinen lehti 1632001 s L771-L7713

EYA 622002221 Komission asetus (EY) tiettyjen elintarvikkeissa olevienvieraiden aineiden enimmaumlismaumlaumlrien vahvistamisesta annetun asetuksen(EY) No 4662001 muuttamisesta Annettu Brysselissauml 622002 Euroo-pan yhteisoumljen virallinen lehti 722002 s L 374-L376

Federal Public Service of Belgium 2003 Risk assessment of cadmium metaland cadmium oxide CAS-Ndeg 7440-43-9 and 1306-19-0 Final Draft 3July 2003 Brussels Federal Public Service of Belgium Health food chainsafety and environment 1472 s

GTK 2003 Foregs-info Espoo Geologian tutkimuskeskus Saatavissa inter-netistauml httpwwwgsffiforegs

ISO 11466 Soil quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regiaHelsinki Suomen Standardisoimisliitto Ensimmaumlinen painos 1995 5 s

Jung K Pergande M Graubaum HJ Fels LM Endl U amp Stolte H1993 Urinary proteins and enzymes as early indicators of renal dysfunc-tion in chronic exposure to cadmium Clinical Chemistry 39 (5) 757-765

Jaumlrup L 1998 Bone Teoksessa Health effects of cadmium exposure areview of the literature and a risk estimate Scandinavian Journal of WorkEnvironment and Health 24 Supplement 1 31-34

Jaumlrup L Hellstroumlm L Alfven T Carlsson MD Grubb A Persson BPettersson C Spang G Schutz A amp Elinder CG 2000 Low level ex-posure to cadmium and early kidney damage the OSCAR study Occu-pational and Environmental Medicine 57 (10) 668-672

Kabata-Pendias A amp Pendias H 1992 Trace elements in soil and plants 2painos Boca Raton Florida CRC Press 365 s ISBN 0-8493-6639-9

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 48: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

48

MMMp 211199445 Maa- ja metsaumltalousministerioumln paumlaumltoumls lannoitteistaAnnettu Helsingissauml 2111994 Suomen saumlaumldoumlskokoelma 1994 s 117-163

Mukherjee A Maumlkelauml-Kurtto R amp Lodenius M 2000 Cadmium in Finlandan assessment of sources emissions and its cycle with special emphasison arable land Teoksessa Cadmium in the Environment Ecological andAnalytical Problems Special issue dedicated to Alina Kabata-Pendias forJubilee of 50 Years of Biogeochemical Studies Polska Akademia NaukWarszawa Zeszyty Naukowe Komitetu Czlowiek I Srodowisko PAN 2625-39 PL ISSN 0860-8296 ISBN 83-88031-35 X

Mustaniemi A amp Hallikainen A 1994 Kadmiumin saanti ravinnosta Elintar-vikeviraston tutkimuksia 131993 Helsinki Elintarvikevirasto 20 s

Muller PW Smith SJ Steinberg KK amp Thun MJ 1989 Chronic renaltubular effects in relation to urine cadmium levels Nephron 52 (1) 45-54

Maumlkelauml-Kurtto R Lindstedt L amp Sippola J 1992 Laboratorioiden jaanalyysimenetelmien vaumllinen vertailututkimus viljelymaan raskasmetal-leista Maatalouden tutkimuskeskuksen Tiedote 1892 Jokioinen Maa- jaelintarviketalouden tutkimuskeskus 61 s

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2001 Finland Teoksessa Assesment andreduction of heavy metal input into agro-ecosystems AROMIS Report ofthe first meeting Cemagref Regional Centre of Rennes France 21-22June 2001 Darmstadt Kuratorium fucircr Technik und Bauwesen in derLandwirtschaft eV s 61-76

Maumlkelauml-Kurtto R amp Sippola J 2002 Monitoring of Finnish arable landchanges in soil quality between 1987 and 1998 Agricultural and FoodScience in Finland 11 273-284

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J Greacutek K amp Hakala O 2002a Peltojen valta-kunnalliset viljavuus ja raskasmetallikartat Viitattu 962003 Saatavissainternetistauml httpwwwmttfilvapeltojen_tilahtml

Maumlkelauml-Kurtto R Sippola J amp Greacutek K 2002b Peltomaiden viljavuus jahelppoliukoiset raskasmetallit Teoksessa Uusitalo R amp Salo R Tutkittumaa turvalliset elintarvikkeet Viljavuustutkimus 50 vuotta juhlasemi-naari Jokioinen 2492002 Maa- ja elintarviketalous 13 s 30-46 Saata-vissa myoumls internetistauml http wwwmttfimetpdfmet13pdf

Maumlntylahti V 2002 Laatumaa luokittelurajat kaumlytaumlntoumloumln Mikkeli Vilja-vuuspalvelu Oy Viitattu 962003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwviljavuuspalvelufiarticle1htm

Nakagawa H Nishijo M Morikawa Y Tabata M Senma M KitagawaY Kawano S Ishizaki M Sugita N Nishi M Kido T amp Nogawa K

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 49: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

49

1993 Urinary beta 2-microglobulin concentration and mortality in a cad-mium-polluted area Archives of Environmental Health 48 (6) 428-35

Nikunen E Malm J Virtanen V Louekari K amp Maumlkelauml-Kurtto R 1997Cadmium in fertilizers Risks to human health and the environment Pub-lications of the Ministry of Agriculture and Forestry 91997 Helsinki Maa-ja metsaumltalousministeriouml 93 s

Nilsson U Schultz A Skerfving S amp Mattson S 1995 Cadmium in kid-neys in Swedes measured in vivo using X-ray fluorescence analysis In-ternational Archives of Occupational Health 67 405-411

Nishijo M Nakagawa H Morikawa Y Tabata M Senma M Miura KTakahara H Kawano S Nishi M amp Mizukoshi K 1995 Mortality of in-habitants in an area polluted by cadmium 15 year follow-up Occupationaland Environmental Medicine 52 (3) 181-4

Nordberg GF Jin T Kong Q Ye T Cai S Wang Z Zhuang F amp WuX 1997 Biological monitoring of cadmium exposure and renal effects in apopulation group residing in a polluted area in China Science of the TotalEnvironment 199 111-114

OECD 1996a OECD Proceedings Sources of cadmium in the environmentPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 482 s

OECD 1996b OECD Proceedings Fertilizers as a source of cadmiumPariisi Inter-Organization Programme for the Sound Management ofChemicals IOMC 252 s

Papunen H 1986 Suomen metalliset malmiesiintymaumlt TeoksessaPapunen H Haapala I ja Rouhunkoski P (toim) Suomen malmi-geologia metalliset malmiesiintymaumlt Helsinki Suomen Geologinen Seurary s 133-214

Reimann C amp de Caritat P 1998 Chemical elements in the environmentGermany Springer-Verlag 398 s ISBN 3-540-63670-6

Reimann C Siewers U Tarvainen T Bityukova L Eriksson J GilucisA Gregorauskiene V Lukashev V Matinian NN amp Pasieczna A2003 Agricultural soils in Northern Europe A geochemical atlas Geolo-gische Jahrbuch Sonderhefte Reihe D Heft SD5 SchweizerbartacutescheVerlagsbuchhandlung Stuttgart 279 p ISBN 3-510-95906-X

Rhoades JD 1996 Salinity Electrical conductivity and total dissolved sol-ids Teoksessa Sparks DL (toim) Methods of Soil Analysis Part 3Chemical methods SSSA Book series no 5 1996 Madison WisconsinUSA Soil Science Society of America Inc ja American Society of Agron-omy Inc s 417-435

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 50: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

50

Roels H Bernard AM Cardenas A Lauwerys R Gelpi A Rosello JMutti A Franchini I Stolte H De Broe ME Nuyts GD amp Price R1993 Markers of early renal changes induced by industrial pollutants IIIApplication to workers exposed to cadmium British Journal of IndustrialMedicine 50 37-48

Sahama ThG 1947 Geokemia Tiedekirjasto No 2 Helsinki Kustannuso-sakeyhtiouml Otava 447 s

Salminen R Bogatyrev I Chekushin V Glavatskikh SP Grego-rauskiene V Selenok L Tenhola M amp Tomilina O 2003 Barentsecogeochemistry - a large geochemical baseline study of heavy metalsand other elements in surficial deposits NW-Russia and Finland Geo-logical Survey of Finland Current Researches 2001-2002 Special Paper36 45-52

Sippola J Kivistouml P amp Maumlkelauml-Kurtto R 2001 Tutkimusasemien viljely-maiden ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksien seuranta Muutokset ai-kavaumllillauml 1992-1997 MTTn julkaisuja Sarja B 27 13 s + 6 liitettauml

Sippola J amp Maumlkelauml-Kurtto R 1986 Cadmium in cultivated Finnish soilsAnnales Agriculturae Fenniae 25 255-263

Skjelkvaringle BL Mannio J Wilander A Johansson K Jensen JPMoiseenko T Fjeld E Andersen T Vuorenmaa J amp Roeyseth O1999 Heavy metal surveys in Nordic lakes harmonised data for regionalassessment of critical limits NIVA (Norwegian Institute for Water Re-search) report SNO-4039-99 71 s ISBN 82-577-3641-4

Staessen J Amery A Bernard A Bruaux P Buchet JP Bulpitt CJClaeys F De Plaen P Ducoffre G Fagard R Lauwerys RR LijnenP Nick L Sain-Remy A Roels H Rondia D Sartor F amp Thijs L1991 Environmental exposure to cadmium influences calcium metabo-lism a population study British Journal of Industrial Medicine 45 710-714

Staessen J Lauwerys R Ide G Roels H Vyncke G amp Amery A 1994Renal function and historical environmental cadmium pollution from zincsmelters Lancet 343 1523-1527

STMA 1952000461 Sosiaali- ja terveysministerioumln asetus talousvedenlaatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Annettu Helsingissauml1952000 Viitattu 2592003 Saatavissa internetistaumlhttpwwwfinlexfilainsindexhtml

Tahvonen R 1994 Contents of lead and cadmium in foods in FinlandTurku University of Turku Department of Biochemistry and Food Chem-istry 115 s ISBN 952-90-6323-7

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 51: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

51

Tauber C 1988 Spurelemente in Flugaschen Koumlln Germany Verlag TampVRheinland GmbH 469 s

Taylor RS amp McLennan SM 1995 The geochemical evolution of the con-tinental crust Reviews of geophysics 33 241-265

Vahter M Johansson G Aringkesson A amp Rahnster B 1992 Fecal elimina-tion of lead and cadmium in subjects on a mixed and a lactovegetariandiet Food Chemicals Toxicology 30 281-287

VNp 1441994282 Valtioneuvoston paumlaumltoumls puhdistamolietteen kaumlytoumlstaumlmaanviljelyssauml Annettu Helsingissauml 1441994 FINLEX SaumlhkoumlinenSuomen saumlaumldoumlskokoelma 6 s Viitattu 962003 Saatavissa myoumls inter-netistauml httpwwwfinlexfilinkitsd19940282

Wedepohl KH 1995 The composition of the continental crust Geochimicaet Cosmochimica Acta 59 1217-1232

Ympaumlristoumlministeriouml 1998 Ehdotus Valtioneuvoston paumlaumltoumlkseksi maa-alueenja sen maaperaumln saastuneisuuden selvittaumlmisestauml ja puhdistustarpeen ar-vioinnista Muistio 8101998 Helsinki Ympaumlristoumlministeriouml 15 s

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 52: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

6 LiitteetLiitetaulukko 1 Kadmiumin kokonaispitoisuuksia (kuningasveteenuuttuva osuus) mgkg kuiva-ainetta viljelymaissa vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisin tunnusluvuin (n =lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean = keskiarvo Std =keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0256 0177 0135 0088 0050 0116Mean 0246 0219 0140 0092 0056 0138Std 0112 0127 0064 0045 0024 0088Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0435 0641 0347 0242 0105 0641

Savimaat n 17 21 13 51Median 0195 0191 0210 0196Mean 0236 0209 0225 0222Std 0127 0113 0065 0107Min 0104 0089 0085 0085Max 0624 0519 0309 0624

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0748 0360 0308 0225 0327 0289Mean 0748 0371 0298 0245 0270 0298Std 0161 0101 0094 0139 0130Min 0748 0101 0129 0073 0101 0073Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0212 0196 0157 0099 0063 0153Mean 0259 0241 0179 0134 0109 0183Std 0154 0140 0097 0092 0116 0120Min 0084 0065 0040 0016 0021 0016Max 0748 0656 0510 0469 0397 0748

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 53: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitetaulukko 2 Maaveden kadmiumpitoisuuksia microglitra viljelymaissavuonna 1998 viljelyvyoumlhykkeittaumlin (I V) ja maalajiryhmittaumlin tilastollisintunnusluvuin (n = lukumaumlaumlrauml Median = keskimmaumlinen luku Mean =keskiarvo Std = keskihajonta Min = pienin luku Max = suurin luku)

Maalajiryhmauml Viljelyvyoumlhyke Keskimaumlaumlrin

I II III IV VKark kivmaat n 8 34 106 56 15 219

Median 0024 0065 0036 0030 0057 0037Mean 0057 0101 0058 0064 0053 0066Std 0073 0097 0063 0098 0039 0079Min 0009 0005 0004 0005 0005 0004Max 0222 0421 0349 0661 0115 0661

Savimaat n 17 21 13 51Median 0045 0045 0064 0053Mean 0091 0090 0088 0090Std 0145 0093 0094 0111Min 0006 0012 0008 0006Max 0629 0361 0375 0629

Eloperaumliset maat n 1 11 30 21 5 68Median 0163 0136 0101 0114 0164 0127Mean 0163 0134 0220 0139 0250 0183Std 0081 0444 0113 0231 0309Min 0163 0031 0017 0009 0010 0009Max 0163 0276 2420 0419 0607 2420

Kaikki yhteensauml n 26 66 149 77 20 338Median 0044 0077 0051 0040 0072 0052Mean 0084 0103 0094 0084 0102 0093Std 0124 0093 0215 0107 0142 0164Min 0006 0005 0004 0005 0005 0004Max 0629 0421 2420 0661 0607 2420

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 54: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 1 Tutkittujen peltojen naumlytepisteet (n = 338) vuonna 1998 viljely-vyoumlhykkeittaumlin I V ja maalajiryhmittaumlin

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 55: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 2 Helppoliukoisen (happamaan pH 465 ammoniumasetaatti-EDTAhan uuttuvan) kadmiumin pitoisuudet mglitra ilmakuivaa maata vilje-lymaissa (n = 338) vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 56: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 3 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta tutkituissa viljelymaissa (n = 338) vuonna 1998Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka =tavanomainen maa ja gt03 = maan pitoisuus kohonnut Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 57: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 4 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu Viljavuuspalvelun (Maumlntylahti2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdas maa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuus kohonnutViljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 58: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 5 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg kuiva-ainetta kivennaumlismaihin kuuluvissa viljelymaissa (n =274) vuonna 1998 Pitoisuusluokitus perustuu muuten Viljavuuspalvelun(Maumlntylahti 2002) Laatumaa-luokitukseen lt006 mgkg ka = hyvin puhdasmaa 006 030 mgkg ka = tavanomainen maa ja gt030 = maan pitoisuuskohonnut paitsi ettauml tavanomaisen maan pitoisuusluokka on jaettu vielaumlkahteen alaluokkaan 006 012 mgkg ka ja 012 030 mgkg ka Viljely-vyoumlhykkeet I V

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 59: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 6 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) pintamaassa vuosina 1996-1997 Geo-logian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym 2003)

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 60: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 7 Kuningasveteen uuttuvan kadmiumin pitoisuudet (kokonaispitoi-suudet) mgkg ka peltojen (n = 129) mineraalisessa pohjamaassa vuosina1996-1997 Geologian tutkimuskeskuksen selvitysten mukaan (Reimann ym2003)

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 61: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 8 Maaveden kadmiumpitoisuuksia (microgl) viljelymaissa (n = 338)vuonna 1998 Viljelyvyoumlhykkeet I V

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 62: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 9 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 rengaskaivoista (n = 739) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 63: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Liitekuva 10 Kesaumlllauml 1999 ja 2000 porakaivoista (n = 263) keraumlttyjen vesi-naumlytteiden kadmiumpitoisuuksia (microgl) Geologian tutkimuskeskuksen valta-kunnallisen pohjavesitutkimuksen mukaan (Lahermo ym 2002)

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 64: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Maa- ja elintarviketalous -sarjassa ilmestyneitauml julkaisujaYmpaumlristouml

27 Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja ris-kejauml Maumlkelauml-Kurtto ym 51 s + 12 liitettauml Hinta 20 euroa

35 Emmental Sinileima -juuston tuotantoketjun ympaumlristoumlvaikutukset japarannusmahdollisuudet Voutilainen ym 90 s Hinta 20 euroa

34 Kesaumlpoumlytauml Juustokermaperunoiden ja Pirkka-perunajauhon ympaumlristouml-vaikutukset Voutilainen ym 54 s Hinta 20 euroa

33 Elovena-kaurahiutaleiden ympaumlristoumlvaikutukset Katajajuuri ym 47 sHinta 15 euroa

Kasvintuotanto26 Luomumansikan viljelytekniikka ja kasvinsuojelu Kirjallisuusselvitys

Prokkola ym 160 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet26pdf)

17 Uhanalaisten laumlaumlkekasvien markkinat ja viljely KirjallisuusselvitysGalambosi amp Jokela 88 s (verkkojulkaisu osoitteessawwwmttfimetpdfmet17pdf)

Talous30 Suurten tilojen talous Suomessa ja vertailumaissa Remes ym 114 s

Hinta 25 euroa

29 Kumppanuus kuntatasolla maaseutupolitiikan toimeenpanossa Musta-kangas ym 179 s Hinta 25 euroa

Teknologia31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Suomi ym 100 s

Hinta 25 euroa

21 Luomusikala Suomen olosuhteissa Kivinen 79 s Hinta 20 euroa

Teematon36 Results of the Finnish selenium monitoring program 20002001 Eurola et al 42 p Price 15 euros

Julkaisuviitteet loumlytyvaumlt sarjojen internetsivuiltawwwmttfijulkaisutsarjathakuhtml

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi
Page 65: Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: …Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 27 51 s., 12 liitettä Kadmium Suomen peltoekosysteemeissä: pitoisuuksia,

Maa- ja elintarviketalous 27 Maa- ja elintarviketalous 27

Kadmium Suomenpeltoekosysteemeissauml

pitoisuuksia taseita ja riskejauml

Ympaumlristouml

Ritva Maumlkelauml-Kurtto Kimmo Louekari Sari Nummivuori Jouko Sippola Marika Kaasalainen Erna Kuusisto

Virpi Virtanen Reijo Salminen Timo Tarvainenja Jukka Malm

27Kadm

ium Suom

en peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml

met34painettukansip65 7102003 11401

  • Kadmium Suomen peltoekosysteemeissauml pitoisuuksia taseita ja riskejauml
  • Tiivistelmauml
  • Abstract
  • Alkusanat ja kiitokset
  • Sisaumlllysluettelo
  • Johdanto
  • Aineisto ja menetelmaumlt
    • Maanaumlytteet
    • Maa- ja maavesianalyysit
    • Taselaskelmat
    • Ympaumlristoumlriskien arviointi
    • Terveysriskien arviointi
      • Tulokset ja tulosten tarkastelu
        • Kadmium maaympaumlristoumlssauml
        • Kadmiumin ympaumlristoumlriskit
        • Kadmiumin terveysriskit
          • Yhteenveto
          • Kirjallisuus
          • Liitteet
          • Takakansi