Glyfosaatti

Glyfosaatti on huoneenlämmössä kiinteä, värittömistä kiteistä muodostuva organofosfaatti, jota käytetään tehoaineena rikkakasvien kemiallisessa torjunnassa. Sen kemiallinen kaava on C3H8NO5P ja rakennekaava on HOOCCH2NHCH2PO(OH)2. Glyfosaatista käytetään myös nimityksiä N-(fosfonimetyyli)glysiini ja N-(fosfonometyyli)glysiini. Se on luonnollisesta aminohaposta glysiinistä tehty fosfonaattijohdannainen. Rikkaruohontorjuntavalmisteissa se esiintyy erilaisina suolamuotoina (esim. isopropyyliamiini- tai kalium-). Glyfosaattia sisältäviä valmisteita myydään muun muassa kauppanimellä Roundup, jonka patentti on rauennut vuonna 2000, sekä Rambo ja Keeper.

Europan Unionin asettama arviointiryhmä ja Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto totesivat vuonna 2015, ettei glyfosaatti todennäköisesti aiheuta syöpää, vaurioita perimää taikka aiheuta ihmisille muutakaan vaaraa. Kansainvälisen syöväntutkimuslaitoksen (IARC) asettama puolueeton asiantuntijaryhmä päätyi kuitenkin samana vuonna siihen tulokseen, että glyfosaatti aiheuttaa DNA-mutaatioita ja on todennäköisesti myös syöpävaarallista. Ryhmä kävi läpi siihen asti julkaistut tuhat tieteellistä tutkimusta. Glyfosaatin käytön kieltäminen johtaisi Maataloustuottajien keskusliiton mukaan todennäköisesti maatalouden tuottavuuden laskuun.

Glyfosaatilla on EU:n alueella vuoden 2022 loppupuolelle asti voimassa oleva hyväksyntä. Glyfosaattia sisältävä valmisteet vaativat kuitenkin vielä erillisen arvioinnin tai hyväksynnän jäsenmaan tasolla. Osassa EU-maista hyväksytään  vain ammattikäyttöön tarkoitettuja glyfosaattivalmisteita ja esimerkiksi Hollannissa aineen käyttö kotipuutarhoissa on kiellettyä. Myös monet Suomen kunnat ovat alkaneet käyttää rikkakasvien torjunnassa glyfosaatin sijaan esimerkiksi kuumavesipesureita ja liekitystä.

Glyfosaattia myydään Suomessa noin 650 tonnia vuodessa ja se on suosituin rikkakasvien torjunta-aine . Glyfosaattia käytetään Suomessa juolavehnän torjuntaan, jolloin sitä saa ruiskuttaa vain ennen ja jälkeen kasvukauden. Muualla Euroopassa glyfosaattia saa käyttää myös viljan tuleennuttamiseen.  

Glyfosaattia ei saa ruiskuttaa Suomessa 30-100 metriä lähempänä talousvesikaivoa, eikä ihmisen tai kotieläinten keuhkoja saa altistaa sille. Myöskään vanhojen hirvieläinten sisäelimiä ei suositella syömään, koska ne syövät myös pellosta. Kuluttajille myytävien glyfosaattituotteiden käyttöön ei tarvita erityissuojaimia, vaan perussuojaus kuten käsineet ja peittävä vaatetus riittävät.  

Glyfosaatti voi varautua kuivana sähköstaattisesti, ja se hajoaa kuumentuessaan, jolloin voi muodostua myrkyllisiä höyryjä, jotka sisältävät typen ja fosforin oksideja. Glyfosaatti syövyttää rautaa ja galvanoitua terästä.

Toimintamekanismi 
Glyfosaatti vaikuttaa kasveihin, mikrobeihin ja sieniin, mukaan lukien ihmisen suoliston mikrobit. Glyfosaatti estää kasvavien kasvien kasvun estämällä proteiinisynteesiä. Kasvit tuottavat aromaattisia aminohappoja – fenyylialaniinia, tyrosiinia ja tryptofaania – sekä muita välttämättömiä yhdisteitä sikimaattireitin kautta. Glyfosaatti kiinnittyy entsyymiin nimeltä 5-enolipyruvyylishikimaatti-3-fosfaattisyntaasi (EPSPS), joka katalysoi sikimaatin ja fosfoenolipyruvaatin synteesiä 5-enolipyruvyyli-shikimaatti-3-fosfaatiksi, josta muodostuu defosforylaatiolla korismaattia. Näin käy, koska glyfosaatti muistuttaa kemiallisesti fosfoenolipyruvaattia ja röntgensädekristallografisen kiderakenteen mukaan tukkii sen sitoumiskohdan entsyymissä. Korismaatti on aromaattisten aminohappojen välttämätön lähtöaine, ja niitä ilman kasvi ei voi kasvaa. Ihmisellä, muilla nisäkkäillä ja esimerkiksi mehiläisillä ei ole sikimaattireittiä, mutta osalla niiden suolistobakteereista on kyseinen aineenvaihduntareitti. On havaittu että glyfosaatti vaikuttaa epäsuorasti haitallisesti mehiläisten immuunijärjestelmään niiden suolistobakteerien kautta. tämä altistaa mehiläiset infektioille ja tappaa niitä. Tutkijat suosittelevat lisätutkimuksia siitä onko glyfosaatilla mikrobiomin haittavaikutuksia myös muille eläimille ja ihmisille. 

Glyfosaatti vaurioittaa kaikkia kasvilajeja niiden ollessa alttiissa vaiheessa. Glyfosaatin aiheuttamat vauriot tulevat näkyviin viipeellä, joka kestää muutamasta päivästä muutamaan viikkoon riippuen käsittelytavasta sekä vallitsevista sää- ja muista ympäristötekijöistä.

Rikkakasvit voivat tulla kuitenkin resistenteiksi glyfosaatille seuraavilla tavoilla:
 Niiden EPSPS-geenissä tapahtuu mutaatio.
 Ne kehittyvät sellaisiksi, että glyfosaatin kuljetus kasvin sisällä on vähäisempää.
 Niiden perimään tulee useita kopioita EPSPS:n geenistä, jolloin entsyymin synteesi on runsaampaa.

Geenimuunneltuihin viljelykasveihin on voitu saada resistenssi siirtämällä bakteeriperäinen glyfosaattia hajottavan entsyymin geeni tai bakteeriperäinen EPSPS-geeni (bakteerin EPSPS ei ole herkkä glyfosaatille) tai kasviperäinen EPSPS-mutanttigeeni (ei herkkä glyfosaatille).

Terveysvaikutukset

Altistuminen 
Suurin mahdollisuus altistumiselle on glyfosaattivalmisteita käyttävillä henkilöillä (maanviljelijät, puutarhurit, puistotyöntekijät ja huoltomiehet), mikä on hallittavissa valmisteen käyttöohjeita noudattamalla. EU:ssa ruiskuttajien altistumisen turvallinen taso (AOEL - Acceptable Operator Exposure Level) on asetettu toksikologisten tutkimusten ja altistusmallinnusten perusteella tasolle 0,1 mg/kehonpaino/päivä. Toisen näkemyksen mukaan kotipuutarhurit ovat olleet suurimmassa terveysvaarassa, koska heitä ei  ole ohjeistettu suojavaatteiden ja -käsineiden käyttöön. 

Osa viljelmille ruiskutettavasta glyfosaatista voi väärin käytettynä päätyä pellon läheisten kaivojen veteen, mitä pyritään ehkäisemään pohjavesirajoituksella. Suomessa kasvinsuojeluaineet kuuluvat pohjavedelle vaarallisiin aineisiin, joita ei saa päästää pohjaveteen (> 0,1 µg tehoainetta/L). 

Maaperään jääneitä jäämiä voi kulkeutua myös kasvinosiin, jotka on tarkoitettu ihmisravinnoksi tai rehuksi. Tämän vuoksi EU:ssa valvotaan ruokatuotteiden kasvinsuojeluaineiden jäämiä. Enimmäismääräraja (MRL) on asetettu sellaiselle tasolle, ettei toksikologisten tutkimusten ja riskinarvioinnin perusteella pitäisi syntyä haittavaikutuksia. Mikäli MRL-rajat ylittyvät, tuotteet poistetaan myynnistä. 

EFSA on asettanut ravinnon sisältämälle glyfosaatin päiväsaannille enimmäisraja-arvon (ADI - Acceptable Daily Intake) 0,5 milligrammaa painokiloa kohden.  

Suomen Turvatekniikan keskus on suosittanut, että glyfosaatilla käsitellyt puistot ja pihat pitäisi merkitä ja että lasten ei pitäisi oleskellä niissä ennen kuin ruiskutuksesta on kulunut viikko.

Viranomaisten kannat 
WHO:n alainen Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos IARC (International Agency for Research on Cancer) luokitteli vuonna 2015 glyfosaatin "todennäköisesti karsinogeeniseksi ihmisille". Syöpävaarallisuusluokittelu perustui rajalliseen näyttöön syöpävaarallisuudesta ihmiselle mutta eläinkokeista saatuun riittävään näyttöön aineen yleisestä syöpävaarallisuudesta. IARC:n arvio perustui puolueettomien asiantuntijoiden laatimaan tutkimuskatsaukseen. Tutkimuksia oli yhteensä noin tuhat, ja osa niistä käsitteli työssään glyfosaatille altistuvia ja osa oli koe-eläintutkimuksia, joissa tutkittiin pelkän glyfosaatin vaikutusta ilman torjunta-aineissa käytettyjä lisäaineita.

Maailman terveysjärjestö (WHO) totesi toukokuussa 2016, että ravinnon kautta glyfosaatille altistuminen on niin pientä, ettei syöpäriskiä ole. Sen mukaan syöpäriskin kohoamiseen johtava annos olisi lähes kilon paketti 72-prosenttista glyfosaattia viikoittain. IARCin arvioinnin jälkeen on ilmestynyt uusia tutkimuksia, joiden mukaan minkään suuruinen glyfosaattiannos ei lisää syöpiä.

Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto EFSA julkaisi marraskuussa 2015 tiedotteen, jonka mukaan viraston omat ja Euroopan maiden käyttämät asiantuntijat ovat yhtä lukuun ottamatta yksimielisiä siitä, että glyfosaatti ei todennäköisesti aiheuta syöpää, ei vaurioita perimää eikä aiheuta ihmisille muutakaan vaaraa. Euroopan kemikaaliviraston (ECHA) maaliskuussa 2017 valmistuneen arvioinnin mukaan glyfosaatti ei aiheuta syöpää eikä mutaatioita edes sitä ruiskuttaville viljelijöille. Silmiin roiskunut glyfosaatti voi kuitenkin aiheuttaa vakavia silmävaurioita. Aine on lisäksi myrkyllinen vesistöjen eliöstölle.

Tutkimukset 
Washingtonin yliopiston tutkimusryhmä laati vuonna 2018 tähän asti laajimman tutkimuskatsauksen glyfosaatin käytön vaikutuksesta non-Hodgkinin lymfooma -nimisen imukudossyövän esiintyvyyteen. Katsauksessa käytiin läpi vuosina 2001–2018 julkaistuja epidemiologisia tutkimuksia, joihin osallistui yhteensä 54 000 maanviljelijää. Tuloksena oli, että glyfosaatille altistuvat maanviljelijät sairastuvat imukudossyöpään noin 40 prosenttia todennäköisemmin kuin muu väestö.

Ympäristövaikutukset

Vaikutukset mehiläisiin

Akuutit vaikutukset 
EU-arviossa käytetyissä tutkimuksissa tehoaineen LD50-arvo määritettiin tasolle 100 µg/L ruoan kautta annosteltaessa ja tasolle > 100 µg/L (ei tarkkaa arvoa) kosketusaltistuksessa .

Krooniset ja epäsuorat vaikutukset 
Vuonna 2014 julkaistussa tutkimuksessa havaittiin, että tavanomaisella glyfosaattialtistuksella on haitallisia vaikutuksia mehiläisten keskushermostoon. Glyfosaatin kanssa käytettävät apuaineet, kuten polyetoksyloitu talialkyyliamiini (POEA) saattavat olla vieläkin myrkyllisempiä.

Vuonna 2018 julkaistun tutkimuksen mukaan glyfosaatti on myrkyllistä osalle mehiläisen suolistomikrobeista. Köyhtynyt mikrobiomi heikentää mehiläisten immuunijärjestelmää, mikä tappaa mehiläisiä. Ei tiedetä esiintyykö vastaavaa glyfosaatin aiheuttamaa suolistomikrobiomin häiriintymistä muilla eläimillä ja ihmisillä.

EU-arviointiin toimitetussa kenttäkokeessa tutkittiin glyfosaatin vaikutusta mehiläisten varhaisiin kehitysvaiheisiin, mutta merkittäviä vasteita ei saatu esille edes korkeimmassa testipitoisuudessa (301 mg glyfosaattia/L sukroosiliuosta).

Vaikutukset maaperään

Pysyvyys 
Suomalaisissa kenttäkokeissa on havaittu, että glyfosaatin puoliintumisaika pintamaassa on kasvukaudella 8–55 vuorokautta ja talvella 7–8 kuukautta. Suomessa vuonna 2009 julkaistun väitöstutkimuksen mukaan glyfosaatti ja sen hajoamistuote AMPA säilyvät maaperässä pitkään erityisesti viileinä vuodenaikoina. Glyfosaatin hajoaminen suomalaisessa peltomaassa ei eroa kesäisin kirjallisuudessa esitetyistä tyypillisistä arvoista, mutta maan jäähtyessä hajoaminen hidastuu ja pysähtyy käytännössä kokonaan talven ajaksi. 

Glyfosaatti hajoaa hitaammin vähäfosforisessa maaperässä, syyskäsittelyn jälkeen (lämpötilasta riippuvaista) ja kyntämättömillä pelloilla, joissa se ei sekoitu yhtä tehokkaasti maaperään. Glysofaatti kulkeutuu merkittävästi kasvien juuristoon.

EU-arvioinnissa käytössä olevissa laboratoriotutkimuksissa tehoaineen puoliintumisaika oli 3,7–160,5 vuorokautta (n=15, normalisoitu 20 °C) ja kenttätutkimuksissa vastaavasti 5,7–40,9 vrk (n=8). AMPA oli puolestaan pysyvämpää laboratoriossa 30,5–300,9 vrk (n=9, normalisoitu 20 °C) ja kenttätutkimuksissa 283,6–633,1 vrk (n=5). Riskinarvioinnissa käytetään Jokioisten säähistoriaa (20 vuoden ajalta) ja Arrheniuksen yhtälöä, jotta normalisoidut puoliintumisajat saadaan vastaamaan realistisia olosuhteita.

Haitallisuus maaperäeliöille 
Turun yliopiston tutkija Irma Saloniemen mukaan glyfosaatin vaikutus bakteereihin ja sieniin voi aiheuttaa merkittäviä ongelmia maataloudelle, koska hyvässä viljelymaassa on aina runsaasti maan laatua parantavia mikrobeja ja niiden tuhoaminen voi pitkällä aikavälillä köyhdyttää maaperää. Jos maaperä halutaan säilyttää viljavana ja saada pitkänkin ajan kuluttua kunnolliset sadot, on glyfosaatista päästävä eroon tai ainakin laajamittaisesti vähennettävä sen käyttöä. Saloniemen mukaan glyfosaatti on kuitenkin välittömiltä vaikutuksiltaan monia muita torjunta-aineita turvallisempi. Hänen mukaansa glyfosaatin "turhanaikainen viihdekäyttö" kotipuutarhoissa ja rantojen siivoamiseen tulisi lopettaa saman tien.

Luonnonvarakeskuksen, Turun yliopiston ja Suomen ympäristökeskuksen vuonna 2019 julkaistussa tutkimuksessa on havaittu että glyfosaatin jäämät maaperässä saattavat hidastaa siementen itämistä ja kasvin kasvua, ja että glyfosaattia ja sen hajoamistuotetta AMPAa jää käsittelyn jälkeen eniten muokkaamattomaan pintamaahan .

EU-arvioinnin standardien mukaisissa kokeissa glyfosaatilla tai AMPA:lla ei ollut kuitenkaan merkittäviä vaikutuksia (< 25 %, 28 vrk aikana) maaperän mikrobitoimintaan (typen ja hiilen mineralisaatio), edes epärealistisen suurilla annosmäärillä (23 kg glyfosaattia/ha). Vastaavasti, haitallisuus muille testatuille maaperäeliöille (lierot, punkit, hyppyhäntäiset) oli hyvin vähäistä, eli vasteiden aikaansaamiseksi tarvittiin erittäin korkeita pitoisuuksia.

Vaikutukset vesieliöihin 
Glyfosaatti ja AMPA sitoutuvat maahan hyvin, joten valumavesiin niitä kulkeutuu vain vähän . Runsaasti fosforia sisältäviltä pelloilta glyfosaatti huuhtoituu helpommin, sillä nämä aineet sitoutuvat samoille maaperän sitoutumispaikoille .

Kritiikki avoimuuden puutteesta 
Glyfosaattipohjaisia torjunta-aineita valmistava Monsanto, samoin kuin sen vuonna 2018 ostanut saksalainen kemikaalijätti Bayer, on kiistänyt johdonmukaisesti tuotteidensa voivan aiheuttaa syöpää ja sanonut tutkimusten osoittaneen ne turvallisiksi. Europarlamentaarikot ovat arvostelleet viranomaisia siitä, että ne perustivat näkemyksensä valmistajien teettämiin salaisiin tutkimuksiin, joita ne eivät suostuneet luovuttamaan kokonaisuudessaan edes glyfosaatin myyntiluvasta päättäville europarlamentaarikoille. Neljä europarlamentaarikkoa haastoi Euroopan elintarviketurvallisuusviraston oikeuteen vuonna 2018, ja EU:n tuomioistuin päätti vuoden 2019 maaliskuussa, että viraston on julkistettava tutkimukset.

Euroopan komission väitettiin vuonna 2010 pimittäneen tietoa glyfosaatin mahdollisista haitallisista terveysvaikutuksista.

Oikeusjutut ja korvaukset 

Kaksi yhdysvaltalaista oikeusjuttua on päätynyt siihen, että kasvintorjunta-aine RoundUp, jonka aktiivinen ainesosa on glyfosaatti, on aiheuttanut kantajilleen syövän, jonka johdosta kantajille on tuomittu suuret vahingonkorvaukset.

Kalifornialaisen tuomioistuimen valamiehistö määräsi toukokuussa 2019 Bayerin omistaman Monsanton maksamaan yli kahden miljardin dollarin korvaukset syöpään sairastuneelle pariskunnalle. Pariskunta oli haastanut yhtiön oikeuteen, koska katsoi, että syövän aiheutti glyfosaattipohjainen Roundup-valmiste. Valitustuomioistuin (Alameda county supreme court) alensi kuitenkin pariskunnalle maksettavat korvaukset 86,7 miljoonaan dollariin. Korvaukset alentanut oikeus totesi, että tapauksessa oli "selkeää ja vakuuttavaa näyttöä siitä että Monsanto pyrki estämään, estämään tai vääristämään tieteellistä tutkimusta ja siitä johtuvaa tieteellistä tutkimusta".  [https://www.washingtonpost.com/business/2019/07/26/judge-cuts-billion-award-couple-with-cancer-million-roundup-lawsuit/ ] 

Toisessa oikeusjutussa todettiin, että tappavan non-hodgkinin lymfooman oli kantajalle aiheuttanut glyfosaatti ja muut RoundUp:in ainesosat. Valitusoikeus pysytti johtopäätöksen, jonka mukaan RoundUp oli kantajan Dwayne Johnsonin sairauden syynä.  Kantajalle elokuussa 2018 määrättyä 289 miljoonan dollarin korvausta pienennettiin 20.7.2020 kuitenkin 20 miljoonaan dollariin. [https://www.chemistryworld.com/news/appeals-court-cuts-damages-further-in-glyphosate-cancer-case/4012188.article].

Bayer kertoi heinäkuussa 2019, että yhtiötä vastaan on nostettu Yhdysvalloissa yli 18  000 glyfosaattia koskevaa oikeusjuttua. Niissä kantajat väittävät glyfosaatin aiheuttaneen heille vakavia sairauksia, kuten syöpää. Bayer sanoi tiedotteessaan aikovansa puolustautua oikeudessa voimakkaasti.

Lähteet 
 
 Parlamentin jäsenten esittämät kysymykset
 Glyphosate Formulations Induce Apoptosis and Necrosis in Human Umbilical, Embryonic, and Placental Cells
 Väitöstiedote: Pirkko Laitinen, Fate of the organophosphate herbicide glyphosate in arable soils and its relationship to soil phosphorus status (Glyfosaatin käyttäytyminen peltomaassa ja pellon fosforitason vaikutus siihen) -väitös 2009 Kuopion yliopistossa

Viitteet

Aiheesta muualla 

 Yle.fi: Torjunta-aine glyfosaatin jatkosta ei päätöstä – Kymmenen vuoden jatkolle ei löytynyt tukea
 Robyn Wiersema, Michael A. Burns and Doug Hershberger: Glyphosate Pathway Map 

Kasvintorjunta-aineet
Ympäristötoksikologia
Seulonnan keskeiset artikkelit