The effect of ammonium ferric hexacyanoferrate on reducing radiocaesium transfer from grass silage to sheep

Abstract

Radiocesiumin kulkeutumista märehtijöihin on voitu vähentää syöttämällä eläimille erilaisia cesiumia sitovia mineraaleja kuten esimerkiksi bentoniittia, zeoliittia, vermikuliittia ja kaoliinia sekä kuitupitoista rehua. Ferriheksasyanoferraatit (preussinsininen, PB-yhdisteet) ovat edellisiä huomattavasti tehokkaampia cesiumsitojia. Ammoniumferriheksasyanoferraatti (AFCF) on PB-yhdisteistä tehokkaimpia ja eniten tutkittu. AFCF sitoo itseensä radiocesiumia vaihtaen sen ammoniumioniin. Koska PB ei imeydy ruoansulatuskanavasta kudoksiin, poistuu radiocesium eläimestä PB-yhdisteeseen sitoutuneena sonnan mukana. Paras tulos saavutetaan kun cesiumsitojaa syötetään samanaikaisesti aktiivisen rehun kanssa. Joissakin tapauksissa sitojan on myös todettu poistavan elimistössä jo olevaa radiocesiumia. Sisätiloissa PB:tä tavallisesti syötetään eläimille kerran pari päivässä sekoittamalla sitä pieneen määrään rehua. Laitumella sitojaa voidaan helpoimmin antaa lisäämällä sitä nuolukiveen tai bolukseen. Lukuisten tutkimusten perusteella PB-yhdisteitä voidaan pitää vaarattomina eläimille ja ihmisille, sillä yhdisteiden ei ole todettu havaittavissa määrin hajoavan ja imeytyvän kudoksiin ja maitoon. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää pienten AFCF-määrien, joita muhitettiin aktiivisessa säilörehussa sen kypsymisen ajan, vaikutusta radiocesiumin kulkeutumiseen lampaan kudoksiin. Muhittamisen vaikutusta cesiumsitojan tehokkuuteen ei ole aikaisemmin selvitetty. Tutkimuksen taustalla oli ajatus, että laskeumatilanteessa AFCF voitaisiin ruiskuttaa, kuten säilöntäainekin, saastuneeseen ruohoon jo pellolla sadonkorjuun yhteydessä. AFCF:n vaikutusta tutkittiin puolivuotiailla pässikaritsoilla, joita pidettiin aineenvaihduntahäkeissä. Raiheinää kasvatettiin astiakokeissa turvemaassa, johon oli lisätty 134Cs:a. Näin saatua aktiivista raiheinää lisättiin silputtuun pellolla kasvatettuun raiheinään, ja seokseen ruiskutettiin säilöntäainetta sekä veteen sekoitettua AFCF:ia. Säilörehun valmistuttua se jaettiin päiväannoksiin. Lampaille syötettiin AFCF:ia päivittäin neljäntoista päivän ajan 21 mg kapselissa ja 21 mg rehussa (koe 1) ja päivittäin kymmenen päivän ajan 50, 100 ja 150 mg rehussa (koe 2). Kontrollilampaat eivät saaneet AFCF:ia. Kudosten 134Cs- aktiivisuuspitoisuus oli yleensä korkein munuaisissa ja matalin lihaksessa. Jo pienetkin AFCF-määrät vähensivät selvästi lampaan lihan 134Cs-aktiivisuuspitoisuutta. Rehun mukana annettu päivittäinen 21 mg AFCF-annos vähensi radiocesiumin kulkeutumista lampaan lihakseen 45 % kontrollieläimeen verrattuna. Sama AFCF-määrä annettuna kapselissa vähensi kulkeutumista 3 %. Eläinten saadessa päivittäin aktiivisen rehun mukana 50, 100 ja 150 mg AFCF:ia väheni radiocesiumin kulkeutuminen lihakseen 75, 82 ja 86 %. Tässä tutkimuksessa käytetyt AFCF-määrät olivat pienille märehtijöille suositeltuja annoksia (1-2 g päivässä) huomattavasti pienempiä. Lihas/rehu-siirtokertoimet laskettiin jakamalla lihaksen 134Cs-aktiivisuuspitoisuus (Bq kg-1) päivittäisen rehuannoksen sisältämällä 134Cs-määrällä (Bq d-1). Kokeessa 1 siirtokertoimet olivat 0.14 (kontrolli), 0.14 (kapseli) ja 0.07 d kg-1 (rehu). Kokeessa 2 kontrollieläinten siirtokerroin oli 0.16 ja muiden keskimäärin 0.03 d kg-1. Kontrollieläinten siirtokertoimet olivat pienempiä kuin useissa Tshernobylin jälkeen suoritetuissa tutkimuksissa, minkä katsottiin johtuvan tämän tutkimuksen kokeiden lyhytaikaisuudesta. Eräiden selvitysten mukaan tasapaino kudosten radiocesiumpitoisuuden ja radiocesiumin jatkuvan saannin välillä saavutetaan lampailla vasta noin 20-30 päivän kuluttua. Radiocesiumin erittyminen sonnan mukana oli kontrollilampailla selvästi vähäisempää ja virtsan mukana runsaampaa kuin AFCF:ia saaneilla lampailla. Kun rehussa annetun AFCF:n päiväannosta nostettiin 0:sta 21 mg:aan, radiocesiumin keskimääräinen erittyminen sonnan mukana oli vastaavasti 41 ja 59 % ja virtsan mukana 16 ja 6 % radiocesiumin saannista (koe 1). Kun AFCF-annosta nostettiin 0:sta 150 mg:aan, vastaavat radiocesiumin erittymismäärät olivat sonnassa 34 ja 69 % ja virtsassa 17 ja 2 % (koe 2). Tutkimuksessa saatiin alustavaa tietoa aktiivisessa säilörehussa muhineen AFCF:n vaikutuksesta lampaan lihan radiocesiumtasoon. AFCF:n muhittaminen useita viikkoja säilörehussa ei vähentänyt sen tehoa cesiumsitojana; pienetkin AFCF-määrät vähensivät huomattavasti radiocesiumin kulkeutumista eläimen kudoksiin. Ainakin tältä osin AFCF:n käyttö pellolla olisi mahdollista. AFCF:n ruiskutustekniikan kehittämiseksi tarvitaan lisätutkimuksia. Lisäksi lihas/rehu- siirtokertoimien luotettavuuden tarkistaminen vaatisi pitempiaikaisia ruokintakokeita kuin mitä tässä tutkimuksessa oli mahdollista tehdä.

A study was carried out to examine the effect of ammonium ferric hexacyanoferrate (AFCF) on the transfer of radiocaesium from grass silage to the tissues of male lambs. During ensiling, a formic acid based additive and AFCF were sprayed on grass contaminated with 134Cs and the mixture was allowed to incubate for 45 days. A dose of 21 mg AFCF d-1, fed to sheep offered contaminated silage for fourteen days, reduced 134Cs transfer to muscle by 45% compared to that of control sheep. An equivalent dose of AFCF administered in a capsule reduced transfer by only 3%. In another experiment, AFCF intake of 50, 100 and 150 mg d-1 for ten days reduced 134Cs transfer to sheep muscle by 75, 82 and 86%, respectively. In control lambs, of average live weight 38 and 47 kg, the feed to muscle 134Cs transfer coefficient averaged 0.15 d kg-1, but equilibrium between tissue and feed 134Cs had probably not been reached due to the short feeding period. Increasing doses of AFCF from 0 to 150 mg d-1 increased the faecal/urinary 134Cs ratio from 2 to 42.