Prosjektnummer
901732
Biosikker bruk av organisk materiale i utslipp fra lakseproduksjon til produksjon av fôrråvarer (SecureFeed)
Dokumentasjon av effekter ved å benytte organisk materiale fra lakseproduksjon til produksjon av fôrråvarer
• Kjemiske og mikrobielle farer i slam kan akkumuleres, reduseres eller opptre stabilt i invertebrater. Akkumulering kan skje i enten fett- eller proteinfraksjon, noe som åpner for risikoreduserende tiltak med ulike prosesseringsmetoder.
• I invertebrater dyrket på slam fra lakseoppdrett kan de potensielt toksiske elementene arsen, kadmium, kvikksølv og bly overstige EUs grenseverdier for fôr eller fôrmidler.
• For enkelte slamprøver oversteg nivåene av kadmium og arsen EUs grenseverdier for fôr. Det ble funnet nivåer av PCB og dioksiner under EUs grenseverdier for fôr. I tillegg ble det identifisert 18 forskjellige organiske forbindelser gjennom screeninganalyser, inkludert plastikk-relaterte produkter og UV-filteret benzofenon.
• Svarte soldatfluelarver (Hermetia illucens) kan dyrkes på en diett bestående utelukkende av slam fra landbaserte lakseanlegg. Soldatfluelarvene akkumulerte verdifulle næringsstoffer fra slammet, men også uønskede stoffer som kadmium, kvikksølv, dioksiner og polyklorerte bifenyler (PCB).
• Børstemark (Hediste diversicolor) og svarte soldatfluelarver fôret på slam som inneholder virusene IPNV og ISAV, eller bakteriene Mycobacterium salmoniphilum og Yersinia ruckeri, så ikke ut til å kunne videreføre disse i en verdikjede. Enkelte tungmetaller som sølv, kobolt, og kobber kan akkumulere i børstemark som dyrkes på slam over tid.
• Risikoen for overføring av fiskepatogener fra slam til råstoff via invertebrater virker å være lav.
• Det ble påvist prioner i børstemark og svarte soldatfluelarver etter at de hadde blitt eksponert for ekstremt høye doser av prioner (PrPSc; skrapesyke). Det er derfor teoretisk mulig at invertebratene kan fungere som mekaniske vektorer for prionsykdommer.
• I invertebrater dyrket på slam fra lakseoppdrett kan de potensielt toksiske elementene arsen, kadmium, kvikksølv og bly overstige EUs grenseverdier for fôr eller fôrmidler.
• For enkelte slamprøver oversteg nivåene av kadmium og arsen EUs grenseverdier for fôr. Det ble funnet nivåer av PCB og dioksiner under EUs grenseverdier for fôr. I tillegg ble det identifisert 18 forskjellige organiske forbindelser gjennom screeninganalyser, inkludert plastikk-relaterte produkter og UV-filteret benzofenon.
• Svarte soldatfluelarver (Hermetia illucens) kan dyrkes på en diett bestående utelukkende av slam fra landbaserte lakseanlegg. Soldatfluelarvene akkumulerte verdifulle næringsstoffer fra slammet, men også uønskede stoffer som kadmium, kvikksølv, dioksiner og polyklorerte bifenyler (PCB).
• Børstemark (Hediste diversicolor) og svarte soldatfluelarver fôret på slam som inneholder virusene IPNV og ISAV, eller bakteriene Mycobacterium salmoniphilum og Yersinia ruckeri, så ikke ut til å kunne videreføre disse i en verdikjede. Enkelte tungmetaller som sølv, kobolt, og kobber kan akkumulere i børstemark som dyrkes på slam over tid.
• Risikoen for overføring av fiskepatogener fra slam til råstoff via invertebrater virker å være lav.
• Det ble påvist prioner i børstemark og svarte soldatfluelarver etter at de hadde blitt eksponert for ekstremt høye doser av prioner (PrPSc; skrapesyke). Det er derfor teoretisk mulig at invertebratene kan fungere som mekaniske vektorer for prionsykdommer.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport (English summary further below)
The aim of this project was to provide knowledge about, and document the degree of, biosecurity aspects of using sludge from salmon productions to produce safe feed raw materials for terrestrial and marine organisms. Our aim was reached by conducting a critical literature review, and by controlled challenge studies with selected virus, bacteria, and prions, using H. illucens and H. diversicolor as model organisms.
Lavtrofiske organismer slik som svart soldatflue og marine flerbørstemark er i stand til å omsette oppdrettsslam fra lakseproduksjon til animalsk protein og fett som kan brukes til fiske- og dyrefôr. Det eksisterer kunnskapshull om disse organismenes evne til å ta opp og videreføre biologiske (virus, bakterier, parasitter, sopp og prioner) og kjemiske (miljøgifter, legemidler, tungmetaller, biotoksiner) farer som potensielt kan finnes i fiskeslam, i en verdikjede. Avdekking av slike risikofaktorer er et riktig og svært viktig steg mot en fremtidig bruk av oppdrettsslam i en sirkulær bioøkonomi. Det å koble produksjon av lavtrofiske marine og terrestriske invertebrater til dagens verdikjede vil føre til en bedre utnyttelse av de fôrressursene som brukes i lakseproduksjon i dag, uten at dette går på bekostning av naturmangfoldet. Slam utgjør foreløpig i all hovedsak en kostnad for lakseprodusenter og har derfor i lav grad en nytteverdi for næringen, og samfunnet for øvrig.
Formålet med dette prosjektet var å levere kunnskap om, og dokumentere graden av, biosikkerhet ved bruk slam fra lakseproduksjon til produksjon av trygge fôrråvarer for terrestriske og marine organismer. Målet ble nådd gjennom både å gjennomføre en kritisk litteraturstudie, og gjennom kontrollerte inokuleringsforsøk for utvalgte virus, bakterier og prioner, med svart soldatflue (Hermetia illucens) og flerbørstemark (Hediste diversicolor) som modellorganismer.
SecureFeed-prosjektets undersøkelser av biosikkerhet i slam fra fiskeoppdrett viser at både kjemiske og mikrobielle farer kan akkumuleres, reduseres eller opptre stabilt i invertebrater. Invertebratene kan opptre som vektorer for noen farer, mens de for andre kan redusere denne faren gjennom omdanning, utskilling eller eliminering. Akkumulering kan variere i ulike kroppsdeler hos organismene, og kan være tett assosiert med enten fett- eller proteinfraksjonen. Dette åpner for ulike tiltak med ulike prosesseringsmetoder. Litteraturstudien viste videre at de potensielt toksiske elementene arsen, kadmium, kvikksølv og bly kan utgjøre en risiko og at konsentrasjonen av disse kan overstige EUs grenseverdier for fôr eller fôrmidler, i modellorganismer dyrket på slam fra lakseoppdrett. Det ble identifisert kritiske kunnskapshull i litteraturen som angår dokumentasjon på skjebnen til parasitter, potensielt toksiske elementer, organiske miljøgifter, toksiner og rester av veterinærlegemidler, i verdikjeder hvor man dyrker organismer på fiskeslam.
Dette er den første større kartleggingen av innholdet i slam fra lakseoppdrett med vektlegging på forekomst av både næringsinnhold og kontaminanter, og hvor målet har vært å vurdere en mulig utnyttelse av slam som fôrmiddel. Slam kan ha høyt innhold av proteiner og fett, og svært varierende innhold av elementer og mineraler. Det ble ikke påvist verken veterinærlegemidler, virus eller bakterier i slamprøvene. Det ble analysert for en rekke organiske miljøgifter, og det ble funnet nivåer av klorinerte pesticider, PCB og dioksiner under EUs grenseverdier for fôr. I enkelte prøver oversteg nivåene av kadmium og arsen EUs grenseverdier for fôr. I tillegg ble det identifisert 18 forskjellige organiske forbindelser gjennom screeninganalyser, inkludert plastikk-relaterte produkter og UV-filteret benzofenon. Dette er resultater som betydningen av bør undersøkes nærmere i oppfølgingsstudier.
Svarte soldatfluelarver (Hermetia illucens) kan dyrkes på en diett bestående utelukkende av slam fra landbaserte lakseanlegg og slammet er dermed et lovende fôrmiddel for insektproduksjon. Soldatfluelarvene akkumulerte verdifulle næringsstoffer fra slammet, men også uønskede stoffer som kadmium, kvikksølv, dioksiner og polyklorerte bifenyler (PCB). Børstemark (Hediste diversicolor) fôret på slam som inneholder virusene IPNV og ISAV, eller bakteriene Mycobacterium salmoniphilum og Yersinia ruckeri, ser ikke ut til å kunne videreføre disse i en verdikjede. Enkelte tungmetaller som sølv, kobolt, og kobber kan bioakkumulere i børstemark som dyrkes på slam over tid, og dette bør undersøkes nærmere. Risikoen for overføring av fiskepatogener fra slam til råstoff via invertebrater virker å være lav.
Børstemark og svarte soldatfluelarver mangler genet som uttrykker cellulært prionprotein (PrPC), og disse invertebratene kan derfor ikke replikere prioner. Det ble, ved bruk av en ultrasensitiv amplifiseringsmetode (PMCA), påvist prioner i disse organismene etter at de hadde blitt eksponert for ekstremt høye doser av prioner (PrPSc; skrapesyke). Det er derfor teoretisk mulig at invertebratene kan fungere som mekaniske vektorer for prionsykdommer.
Eventuelle regelverksendringer som vil tillate bruk av slam som fôrinnsats eller gjødsel vil først kunne komme på plass etter anbefalinger fra European Food Safety Authority (EFSA) til EU, med bakgrunn i en risikovurdering som er gjennomført på et oppdatert kunnskapsgrunnlag. SecureFeed-prosjektet hadde som mål å levere slik ny kunnskap i form av fagfellevurderte artikler. Prosjektet har resultert i fem innsendte manus til vitenskapelige tidsskrift med fagfellevurdering og har oppnådd målsettingen om å kartlegge innholdet i partikulært slam fra lakseproduksjon, belyse biosikkerhetsutfordringer ved bruk av fiskeslam som mat til produksjonsdyr, og har formidlet prosjektresultater i et format som gjør at de vil kunne inngå i en fremtidig risikovurdering av biologiske farer knyttet til bruk av fiskegjødsel som fôr til produksjonsdyr av EFSA.
Prosjektresultatene er formidlet i sin helhet i følgende innsendte vitenskapelige manus (se også kap. 6 i sluttrapproten):
– “Fish sludge as feed in circular bioproduction: Overview of microbial and chemical hazards in fish sludge and their potential fate via ingestion by invertebrates”
– “Characterization of nutrients and contaminants in fish sludge from Atlantic salmon (Salmo salar L.) production sites - A future resource” Journal of Environmental Management vol 360 June 2024
– “Aquaculture sludge as feed for black soldier fly: Transfer of chemical and biological contaminants and nutrients” Preprint Waste Management
– “Transfer and Bioaccumulation of Chemical and Biological Contaminants in the Marine Polychaete Hediste diversicolor (OF Müller 1776) when Reared on Salmon Aquaculture Sludge” Preprint Journal of Environmental Management
– “Retention of prions in the polychaete Hediste diversicolor and black soldier fly, Hermetia illucens, larvae after short-term experimental immersion and feeding with brain homogenate from scrapie infected sheep”
Results achieved
Summary of results from the project’s final reporting
Summary of results from the project’s final reporting
Low-trophic organisms such as the black soldier fly and marine polychaetes are capable of recycling fish sludge from salmon aquaculture to animal protein and fat which can be used in feeds for fish and livestock. Today, there are major knowledge gaps on the capability of these organisms to take up and transfer biological (virus, bacteria, parasites, fungi and prions) and chemical (pollutants, pharmaceuticals, biotoxins, heavy metals) hazards which potentially could be present in fish sludge, further down a value chain. Unveiling such risks is an important step towards a future utilization of fish sludge in the circular bioeconomy. By coupling production of low trophic marine and terrestrial invertebrates with today’s value chains, this could drastically increase the degree of utilisation for the feed resources which are being used today in the salmon production sector, without further negative impacts on natural resources. Sludge today constitutes a cost for the farmers and therefore presently has limited value for the salmon sector or society in general.
The aim of this project was to provide knowledge about, and document the degree of, biosecurity aspects of using sludge from salmon productions to produce safe feed raw materials for terrestrial and marine organisms. Our aim was reached by conducting a critical literature review, and by controlled challenge studies with selected virus, bacteria, and prions, using H. illucens and H. diversicolor as model organisms.
The SecureFeed projects’ review of biosecurity in sludge from fish farming shows that both chemical and microbial hazards can accumulate, be reduced, or remain stable in invertebrates. The invertebrates can act as vectors for some hazards, while for others, these hazards can be reduced through conversion, excretion, or elimination. Accumulation can vary between different body parts of the organism and therein be closely linked to either protein or lipid fractions. This allows for mitigation measures by applying different processing methods. Further on, the literature review showed that the potentially toxic elements arsenic, cadmium, mercury and lead can pose a risk, and that the concentration of these in invertebrates produced on salmon sludge could surpass maximum limits (MLs) for feed or feed materials set by the European Union (EU). Several critical knowledge gaps were identified during our review study concerning the faith parasites, potentially toxic elements (PTEs), organic pollutants, environmental contaminants, toxins and pharmaceuticals, relevant for value chains where animals are produced on fish sludge.
This is the first comprehensive mapping of the composition of salmon sludge where the focus has been on, both, nutritional composition and contaminants, and where the aim has been to evaluate sludge as feed stock for invertebrates. Sludge can have high protein and fat content, and large variations in element and mineral content. We did not detect pharmaceuticals, viruses nor bacteria in the any of the sludge samples, and all samples had concentrations of organic pollutants (i.e. dioxins, PCBs and chlorinated pesticides) below the MLs for animal feed. The level of cadmium and arsenic exceeded EU MLs for feed stock for some of the sludge samples. Further on, we identified the presence of pharmaceuticals, plastic related products, and benzophenone by non-target screening analysis which warrants further investigation.
Black soldier fly (Hermetia illucens) larvae (BSFL) grew on a diet comprised solely of salmon aquaculture sludge which hence is be a promising feed stock for insect production. The BSFL accumulated valuable nutrients such as lipids and proteins from the sludge, however, they also accumulated undesirable substances such as cadmium, mercury, dioxins and polychlorinated biphenyls (PCBs). Polychaetes (Hediste diversicolor) fed on sludge containing the viruses IPNV and ISAV, or the bacteria Mycobacterium salmoniphilum and Yersinia ruckeri, are seemingly not capable of transferring these hazards in a value chain. Some heavy metals such as silver, cobalt and copper can bioaccumulate in polychaetes produced on sludge over longer periods which warrants further investigations. The risk of transferring fish pathogens from sludge to feed raw materials, via invertebrates, seems to be negligible.
Polychaetes and BSFL do not naturally express cellular prion protein (PrPC) and are hence incapable of replicating prions. We were, however, capable of detecting prions in both organisms after immersion and feeding with a substantial dose of prions (PrPSc; scrapie disease), using an ultrasensitive amplification method (PMCA). Hence, it is in theory possible for these invertebrate species to act as mechanical vectors for prion diseases.
Any regulatory changes which would allow the use of fish sludge as feed stock or fertilizer, would require a risk assessment conducted by the European Food Safety Authority (EFSA), which is based on updated and independent scientific knowledge. The SecureFeed project intended to provide such new knowledge as peer reviewed articles. The project has produced five submitted manuscripts to scientific journals and has insomuch succeeded with the aims, which were to map the content of particulate sludge from salmon production, shed light on biosecurity issues regarding the use of fish sludge as food for production animals, and has disseminated results in a format which allows them to be used in a future risk assessment of biological and chemical hazards concerning such utilisation by agencies like EFSA.
The project results have been conveyed by the following scientific articles (links above in norwegian summary, conf also chapter 6):
– ‘Fish sludge as feed in circular bioproduction: Overview of microbial and chemical hazards in fish sludge and their potential fate via ingestion by invertebrates’
– ‘Characterization of nutrients and contaminants in fish sludge from Atlantic salmon (Salmo salar L.) production sites - A future resource’
– ‘Aquaculture sludge as feed for black soldier fly: Transfer of chemical and biological contaminants and nutrients’
– ‘Transfer and Bioaccumulation of Chemical and Biological Contaminants in the Marine Polychaete Hediste diversicolor (OF Müller 1776) when Reared on Salmon Aquaculture Sludge’
– ‘Retention of prions in the polychaete Hediste diversicolor and black soldier fly, Hermetia illucens, larvae after short-term experimental feeding with brain homogenate from scrapie infected sheep’
Gjennom forsøkene i dette prosjektet er det vist at ulike kjemiske og mikrobielle utfordringer i organisk slam fra lakseoppdrett kan økes, reduseres eller kun videreføres gjennom børestemark og svarte soldatfluer. Økt kunnskap om dette gir bedre muligheter for å vurdere hva slikt slam kan benyttes til, og gi grunnlag for regelverk og risikoreduserende tiltak.
-
News article: Sludge – the next fish feed ingredient?
World Fishing. January/February 2024. By Andreas Hagemann (SINTEF Ocean).
-
Nyhet: Er det trygt å gi laksen børstemark som er fôret opp på fiskebæsj?
Gemini 23. januar 2024. Av Håvard Egge.
-
Sluttrapport: Biosikker bruk av organisk materiale i utslipp fra lakseproduksjon til produksjon av fôrråvarer (SecureFeed)
SINTEF. Rapport 2024:00495. Av Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Arne M. Malzahn (SINTEF Ocean), Julia Farkas (SINTEF Ocean), Aleksander H. Handå (SINTEF Ocean), Bjørn H. Hansen (SINTEF Ocean), Tom S. Nordtvedt (SINTEF Ocean), Inger B. Standal (SINTEF Ocean), Veronika Sele (Havforskningsinstituttet HI)), Pedro Araujo (HI), Ikram Belghit (HI), Nina S. Liland (HI), Anne-Katrine Lundebye (HI), Kristin S. Pettersen (Veterinærinstituttet), Sylvie L. Benestad (Veterinærinstituttet), Aksel Bernhoft (Veterinærinstituttet), Gunnar S. Eriksen (Veterinærinstituttet), Kari O. Helgesen (Veterinærinstituttet), Gro S. Johannessen (Veterinærinstituttet), Hanne Nilsen (Veterinærinstituttet), Madelaine Norström (Veterinærinstituttet), Magdalena M. Owczarek-Koscielniak (Veterinærinstituttet), Øivind Øines (Veterinærinstituttet), Sonal J. Patel (Veterinærinstituttet), Hilde Sindre (Veterinærinstituttet), Linh Tran (Veterinærinstituttet) og Arne Holst-Jensen (Veterinærinstituttet).
Lavtrofiske organismer, som svart soldatflue og børstemark, er i stand til å bruke oppdrettsslam fra akvakultur som vekstmedium og omsette dette til animalsk protein som kan brukes til fiske- og dyrefôr. Det eksisterer kunnskapshull om slike organismers evne til å endre og videreføre risikofaktorer, f.eks. smittestoff og tungmetaller som kan finnes i vekstmedium. Store mengder oppdrettslam produseres i Norge, og det er avgjørende å lære mer om dette for å fortsette på veien mot en mer sirkulær bioøkonomi. I tillegg til slam fra resirkuleringsanlegg (RAS) kan det forventes større volum med slam fra lukkede sjøanlegg i framtiden. Avdekking av risikofaktorer ved bruk av slam som vekstmedium for produksjon av lavtrofisk animalsk protein er et steg mot fremtidig lokal bruk av oppdrettsslam. Forvaltning og næring er avhengig av et sikkert kunnskapsgrunnlag for vurderingen av bruk av denne ressursen.
Hovedmål
Levere kunnskap om og dokumentere graden av biosikkerhet ved bruk av organisk materiale fra utslipp fra lakseproduksjon til produksjon av trygge fôrråvarer for terrestriske og marine organismer.
Delmål
1. Å gjennomføre og publisere en kritisk litteraturstudie over relevante vitenskapelige publikasjoner, kartlegge oppstrøms og nedstrøms oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens.
2. Å utføre kontrollerte inokuleringseksperiment (“spiking”) med et utvalg av smittestoff basert på innsamlet og systematisert kunnskap, samt måle overføring av potensielt toksiske elementer i modellorganismene børstemark og svart soldatfluelarve etter tilvekst på et slambasert substrat.
3. Å peke på og dokumentere mulige tiltak for å sikre trygg (biosikker) bruk av slam fra lakseoppdrett som vekstsubstrat til lavtrofiske organismer som skal kunne benyttes som fôrråvare til terrestriske og/eller marine organismer.
Levere kunnskap om og dokumentere graden av biosikkerhet ved bruk av organisk materiale fra utslipp fra lakseproduksjon til produksjon av trygge fôrråvarer for terrestriske og marine organismer.
Delmål
1. Å gjennomføre og publisere en kritisk litteraturstudie over relevante vitenskapelige publikasjoner, kartlegge oppstrøms og nedstrøms oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens.
2. Å utføre kontrollerte inokuleringseksperiment (“spiking”) med et utvalg av smittestoff basert på innsamlet og systematisert kunnskap, samt måle overføring av potensielt toksiske elementer i modellorganismene børstemark og svart soldatfluelarve etter tilvekst på et slambasert substrat.
3. Å peke på og dokumentere mulige tiltak for å sikre trygg (biosikker) bruk av slam fra lakseoppdrett som vekstsubstrat til lavtrofiske organismer som skal kunne benyttes som fôrråvare til terrestriske og/eller marine organismer.
Slam utgjør foreløpig i all hovedsak en kostnad
for lakseprodusenter og utgjør i lav grad nytteverdi for næringen og samfunnet
for øvrig. Dette fordi man hovedsakelig kun vet noe om biosikkerhet knyttet til
bruk av slam ved lavkostnadsinnsats til biogassproduksjon og som gjødsel til
landbruket. De store logistikkutfordringene og egenskapene til våt slam
vanskeliggjør ytterligere en bedre utnyttelse.
Prosjektet adresserer denne mangelen på kunnskap og kan ha to ulike utganger:
1. Slam kan ikke trygt brukes som fôr til lavtrofiske dyr.
Prosjektet adresserer denne mangelen på kunnskap og kan ha to ulike utganger:
1. Slam kan ikke trygt brukes som fôr til lavtrofiske dyr.
Gjeldende regelverk er godt på plass og håndterer
problemet riktig.
2. Slam kan trygt brukes som fôrinnsats for lavtrofisk dyreproduksjon.
Dette vil føre til:
a) Gjeldende regelverk om bruk av slam som fôr må endres, da det ikke finnes vitenskapelig grunnlag for regelverket.
b) Feltet åpnes for mange forretningsmuligheter.
c) En massiv økning i bærekraften til akvakulturnæringen kan oppnås.
Først og fremst vil de 200 000 tonn slam som produseres årlig i dag umiddelbart gå fra et miljøproblem til en ressurs. Når det gjelder forretningsmuligheter, er den norske insektproduksjonen begrenset av fôrtilgjengelighet. Dersom slam fra lakseoppdrett kan tjene dette formålet, tar havbruksnæringen et kvantesprang i utviklingen av bærekraftig insektproduksjon. Ved siden av insektene kan det da etableres en børstemarknæring som kan forsyne fiskefôrmarkedet, men også selges som agn og rekemodningsfôr, med markedspriser rundt 200 kroner per kg fersk mark, avhengig av marked.
a) Gjeldende regelverk om bruk av slam som fôr må endres, da det ikke finnes vitenskapelig grunnlag for regelverket.
b) Feltet åpnes for mange forretningsmuligheter.
c) En massiv økning i bærekraften til akvakulturnæringen kan oppnås.
Først og fremst vil de 200 000 tonn slam som produseres årlig i dag umiddelbart gå fra et miljøproblem til en ressurs. Når det gjelder forretningsmuligheter, er den norske insektproduksjonen begrenset av fôrtilgjengelighet. Dersom slam fra lakseoppdrett kan tjene dette formålet, tar havbruksnæringen et kvantesprang i utviklingen av bærekraftig insektproduksjon. Ved siden av insektene kan det da etableres en børstemarknæring som kan forsyne fiskefôrmarkedet, men også selges som agn og rekemodningsfôr, med markedspriser rundt 200 kroner per kg fersk mark, avhengig av marked.
Prosjektet er bygget opp i flere faser. Første fase skal danne et solid kunnskapsgrunnlag (arbeidspakke 1). Dette brukes som grunnlag for planlegging og gjennomføring av arbeidspakke 2. Første del av arbeidspakke 2 videreutvikler kunnskapen, som andre del av arbeidspakke 2 bruker som grunnlag for eksperimenter med slam som fôr til lavtrofiske organismer.
Arbeidspakke 1: Litteraturstudie og identifisering av kunnskapshull
Ledes av: Veterinærinstituttet (VI) v/seniorforsker Aksel Bernhoft (fôrtrygghetsansvarlig, veterinær toksikolog)
Varighet: Milepæl 0–22
Arbeidsbeskrivelse: AP1 vil systematisere tilgjengelig kunnskap med relevans for biosikker bruk av slam som gjødsel eller som råvare for fôrproduksjon, via invertebrater, til akvatiske og terrestriske matproduserende dyr. Fokus for litteraturgjennomgangen er på om invertebratene brukt som fôr kan overføre kjemiske og biologiske agens. Studien vil samle og oppsummere tilgjengelig kunnskap om biologiske og kjemiske farer.
Arbeidsformen vil i hovedsak være litteraturstudier med utgangspunkt i anerkjente databaser, og systematisk bearbeiding av tilgjengelige opplysninger etter modell av Vitenskapskomiteen for mat og miljø (VKM)s fagrapporter og nylig publiserte kunnskapsrapporter om dyrevelferd, dyrehelse og mattrygghet (KUNVEL, KUNDYR og KUNMAT) utarbeidet på oppdrag fra Norges forskningsråd. Både annotert og ikke-annotert litteratur vil bli inkludert, og relevante nasjonale og europeiske regelverk vil bli gjennomgått med hensyn til bruk av slam fra akvakultur.
AP1 vil også kartlegge oppstrøms og nedstrøms oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens. Det vil bli gjennomført et felles arbeidsmøte i denne kartleggingen.
Oppgave 1.1: Utarbeide kunnskapsgrunnlag for planlegging av forsøk (AP2). Formålet er todelt: 1) få oversikt over hvilke smittestoff og miljøgifter som kan være til stede i eller bli tilført gjennom en verdikjede fra oppsamling av slam og fram til fôret konsumeres av et produksjonsdyr; 2) vurdere relevansen av smittestoffer/miljøgifter og tilgjengelighet av egnet analysemetodikk. Kunnskapsgrunnlaget skal gi AP2 et beslutningsgrunnlag for design og prioritering av tilsetninger i inokuleringsforsøkene (leveranse 1.1).
Oppgave 1.2: Kartlegge oppstrøms metoder og teknologi for oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens gjennom et arbeidsmøte (milepæl 4–6).
Oppgave 1.3: Utarbeide kunnskapsgrunnlag for dialogen med interessenter i AP1 (leveranse 1.2). Man vil se på forskjeller i slamtyper, oppdrettsanlegg, teknologiske løsninger og muligheter når det gjelder slambehandling, for å identifisere kortsiktige og langsiktige anvendelsesmuligheter og trygg bruk. En kort gjennomgang av regelverk og forhold av stor betydning for framtidig regelverk vil også inngå. Dette skal avdekke vesentlige kunnskapshull for næring og forvaltning.
Oppgave 1.4: Oppsummert kunnskapsgrunnlag som vil integrere elementer fra AP2, og identifisere vesentlige kunnskapshull og framtidige forskningsbehov. Dette er hovedleveransen fra AP1, som leveres i form av en fagfellevurdert oversiktsartikkel i et internasjonalt tidsskrift (leveranse 1.3). En populærvitenskapelig variant (leveranse 1.4) blir formidlet i egnet kanal, slik som Norsk Fiskeoppdrett.
Arbeidspakke 2: Biosikkerhetseksperimenter ved bruk av slam som fôr
Ledes av: Havforskningsinstituttet (HI) v/Erik-Jan Lock
Varighet: Milepæl 0–24
Oppgave 2.1: Karakterisering av slam og formulering av “slamstandard” som brukes videre i prosjektet.
Partnere: SINTEF, VI, HI og bedrifter som produserer tørkeanlegg for slam (milepæl 3–6)
Sammen med industripartnere skal slam samles inn fra et bredt utvalg norske oppdrettsanlegg (både fersk- og sjøvann). 50–70 slamprøver analyseres for tørrstoff, energi, fett, protein, aske, mineraler, tungmetaller og medisinrester. De eksakte medisinrestene og eventuelle tilleggsanalyser bestemmes i henhold til funn i oppgave 1.1. Et utvalg av slam fra anlegg med kjent pågående infeksjon blir analysert for påvisning av aktuelle laksevirus og bakterier før og etter behandlingstiltak. For virus vil det bli brukt PCR og evt. dyrkning/isolering i cellekultur. For bakterier vil undersøkelsen bli basert på dyrkning på agarskåler. Hvis bakgrunnsfloraen i prøvene gjør denne metoden utfordrende vil det bli utført PCR-analyser og dyrkning begrenses til PCR-positive prøver. Basert på analysene blir det formulert en representativ slamblanding (leveranse 2.1) til eksperimentene i oppgave 2.2.
Oppgave 2.2: Forsøk for dokumentasjon av biosikker fôrproduksjon.
Oppgave 2.2.1: Fiskeslam som substrat for produksjon av svart soldatflue og børsteorm.
Partnere: HI, SINTEF, VI og Protix Biosystems BV som industripartner (milepæl 6–12)
Forsøk utføres her med svarte soldatfluelarver og børstemark fôret på oppdrettsslam standard definert i oppgave 2.1. Protix Biosystems BV, en av verdens største insektprodusenter, støtter prosjektet med å levere insektlarvene og hjelper med teknisk personell under eksperimentet. Børstemarkforsøket blir gjennomført av SO-personell med eget utstyr som skal installeres i HI sine fasiliteter. Insektlarvene og børstemarken vil fôres med 100 % slam. Begge artene vil fôres i en rate som tilsvarer ~30 % nitrogen (N) i slam av artens totale N-innhold kalkulert ut ifra våtvekt (Dahl 2021). Insektlarver og børstemark vil bli fôret i triplikate kar med slammiks i henholdsvis 8 og 14 dager. Slammet vil varmebehandles før forsøkene for å unngå kontaminering ved start. Prøver vil bli tatt av vekstsubstratet før tilsetting til vekstbakkene, av insektlarvene og børstemarken ved starten og slutten av vekstperioden stipulert, samt av fekaliene ved avslutning av forsøket.
Oppgave 2.2.2: Påvisning, omdannelse og overføring av potensielt toksiske elementer og smittestoffer fra oppdrettsslam til lavtrofiske organismer. Partnere: VI, HI, SINTEF (milepæl 13–24)
Det gjennomføres separate forsøk for henholdsvis potensielt toksiske elementer, virus, bakterier og prioner. Utvelgelse av smittestoff bygger på kunnskapsgrunnlaget i leveranse 1.1, og resultater fra 2.1. generell kunnskap om patogener i norsk akvakultur og tilgjengelighet av og kostnad-nyttevurderinger når det gjedler egnet, relevant analysemetodikk. Mengde agens tilsettes slammet i to nivåer: ett praktisk relevant nivå og et 10x praktisk relevant nivå. Fra tidligere forsøk vet man at det er relativt høye nivå av både arsen og kvikksølv i oppdrettsslam (Schmitt et al. 2020) og at det foregår en omfattende omdanning av arsen og kvikksølv i næringskjeden. Overføringsgrad av elementer fra oppdrettsslam til lavtrofiske organismer utføres derfor i fôringsforsøk uten tilsetting av miljøgift eller smittestoff ved HI.
Analyser vil bli gjort av arsen (total-arsen samt lipid-løselig og vannløselig arsen) og kvikksølv (uorganisk og metyl-kvikksølv) av prøver fra lavtrofiske organismer, samt av vanadium (V,) krom (Cr), mangan (Mn), jern (Fe), kobolt (Co), nikkel (Ni), kobber (Cu), sink (Zn), selen (Se), molybden (Mo), sølv (Ag), kadmium (Cd) og bly (Pb). For å vurdere mulig overføring av patogene smittestoffer fra oppdrettsslam til vått eller tørket materiale av lavtrofiske organismer, vil det bli utført forsøk hvor kjente patogener (virus, bakterier, prioner) tilsettes slammet organismene skal fôres med.
Forsøkene med “spiking” av bakterier og virus utføres hos HI i Bergen, mens forsøk med tilsetting av prioner utføres ved Biosafety Level 3 (BLS3)-forskningslaboratoriet til VI av spesialisert personale. Etter fôring vil organismene avlives og utgjøre prøvemateriale for videre analyser. IPNV (IPN-virus), som er svært utbredt i norsk laks- og regnbueørretproduksjon og svært motstandsdyktige mot lav pH og høy temperatur, er en aktuell kandidat (Evensen & Santi 2008), sammen med utvalgte bakterier. Mycobakterier har en spesielt motstandsdyktig cellevegg, forekommer i landbaserte anlegg og kan være en aktuell kandidat. VI har en omfattende biobank med isolater av smittestoffer knyttet til akvakultur tilgjengelig for bruk i prosjektet.
Påvisning og måling av spesifikke patogener i prøver av vått eller tørket materiale av de lavtrofiske organismene utføres ved VI ved hjelp av etablerte metoder som brukes i diagnostisk sammenheng. For bakterier brukes dyrkning og klassiske metoder for dyrkning og identifikasjon, evt. PCR. VI har analysemetoden MALDI TOF MS til identifikasjon av levende bakterier og har etablert en intern database med referansespektra for vanlig forekommende fiskepatogene bakterier. For virus brukes kvalitativ og kvantitativ PCR-metodikk og isolering i cellekultur. Ved påvisning av virus med PCR i prøver av vått eller tørket materiale av de lavtrofiske artene blir det utført et enkelt forsøk med lakseyngel for å undersøke om aktivt virus som kan smitte laks følger med de lavtrofiske ingrediensene i fôret. Dette smitteforsøket gjennomføres ved laboratorium godkjent for smitteforsøk ved HI, i samarbeid med VI. Standard prosedyrer for påvisning og måling av virus i vev samt relevant histopatologi vil bli utført. For å påvise om prioner kan overføres vil det som modell bli benyttet hjernemateriale fra skrapesjuke sauer som smittestoff. Påvisning av prioner vil bli gjort med ELISA og/eller western blot-metodikk på ribolysert materiale.
Arbeidspakke 1: Litteraturstudie og identifisering av kunnskapshull
Ledes av: Veterinærinstituttet (VI) v/seniorforsker Aksel Bernhoft (fôrtrygghetsansvarlig, veterinær toksikolog)
Varighet: Milepæl 0–22
Arbeidsbeskrivelse: AP1 vil systematisere tilgjengelig kunnskap med relevans for biosikker bruk av slam som gjødsel eller som råvare for fôrproduksjon, via invertebrater, til akvatiske og terrestriske matproduserende dyr. Fokus for litteraturgjennomgangen er på om invertebratene brukt som fôr kan overføre kjemiske og biologiske agens. Studien vil samle og oppsummere tilgjengelig kunnskap om biologiske og kjemiske farer.
Arbeidsformen vil i hovedsak være litteraturstudier med utgangspunkt i anerkjente databaser, og systematisk bearbeiding av tilgjengelige opplysninger etter modell av Vitenskapskomiteen for mat og miljø (VKM)s fagrapporter og nylig publiserte kunnskapsrapporter om dyrevelferd, dyrehelse og mattrygghet (KUNVEL, KUNDYR og KUNMAT) utarbeidet på oppdrag fra Norges forskningsråd. Både annotert og ikke-annotert litteratur vil bli inkludert, og relevante nasjonale og europeiske regelverk vil bli gjennomgått med hensyn til bruk av slam fra akvakultur.
AP1 vil også kartlegge oppstrøms og nedstrøms oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens. Det vil bli gjennomført et felles arbeidsmøte i denne kartleggingen.
Oppgave 1.1: Utarbeide kunnskapsgrunnlag for planlegging av forsøk (AP2). Formålet er todelt: 1) få oversikt over hvilke smittestoff og miljøgifter som kan være til stede i eller bli tilført gjennom en verdikjede fra oppsamling av slam og fram til fôret konsumeres av et produksjonsdyr; 2) vurdere relevansen av smittestoffer/miljøgifter og tilgjengelighet av egnet analysemetodikk. Kunnskapsgrunnlaget skal gi AP2 et beslutningsgrunnlag for design og prioritering av tilsetninger i inokuleringsforsøkene (leveranse 1.1).
Oppgave 1.2: Kartlegge oppstrøms metoder og teknologi for oppsamling og behandling av slam, samt fôrindustriens krav til bruk av slam som fôringrediens gjennom et arbeidsmøte (milepæl 4–6).
Oppgave 1.3: Utarbeide kunnskapsgrunnlag for dialogen med interessenter i AP1 (leveranse 1.2). Man vil se på forskjeller i slamtyper, oppdrettsanlegg, teknologiske løsninger og muligheter når det gjelder slambehandling, for å identifisere kortsiktige og langsiktige anvendelsesmuligheter og trygg bruk. En kort gjennomgang av regelverk og forhold av stor betydning for framtidig regelverk vil også inngå. Dette skal avdekke vesentlige kunnskapshull for næring og forvaltning.
Oppgave 1.4: Oppsummert kunnskapsgrunnlag som vil integrere elementer fra AP2, og identifisere vesentlige kunnskapshull og framtidige forskningsbehov. Dette er hovedleveransen fra AP1, som leveres i form av en fagfellevurdert oversiktsartikkel i et internasjonalt tidsskrift (leveranse 1.3). En populærvitenskapelig variant (leveranse 1.4) blir formidlet i egnet kanal, slik som Norsk Fiskeoppdrett.
Arbeidspakke 2: Biosikkerhetseksperimenter ved bruk av slam som fôr
Ledes av: Havforskningsinstituttet (HI) v/Erik-Jan Lock
Varighet: Milepæl 0–24
Oppgave 2.1: Karakterisering av slam og formulering av “slamstandard” som brukes videre i prosjektet.
Partnere: SINTEF, VI, HI og bedrifter som produserer tørkeanlegg for slam (milepæl 3–6)
Sammen med industripartnere skal slam samles inn fra et bredt utvalg norske oppdrettsanlegg (både fersk- og sjøvann). 50–70 slamprøver analyseres for tørrstoff, energi, fett, protein, aske, mineraler, tungmetaller og medisinrester. De eksakte medisinrestene og eventuelle tilleggsanalyser bestemmes i henhold til funn i oppgave 1.1. Et utvalg av slam fra anlegg med kjent pågående infeksjon blir analysert for påvisning av aktuelle laksevirus og bakterier før og etter behandlingstiltak. For virus vil det bli brukt PCR og evt. dyrkning/isolering i cellekultur. For bakterier vil undersøkelsen bli basert på dyrkning på agarskåler. Hvis bakgrunnsfloraen i prøvene gjør denne metoden utfordrende vil det bli utført PCR-analyser og dyrkning begrenses til PCR-positive prøver. Basert på analysene blir det formulert en representativ slamblanding (leveranse 2.1) til eksperimentene i oppgave 2.2.
Oppgave 2.2: Forsøk for dokumentasjon av biosikker fôrproduksjon.
Oppgave 2.2.1: Fiskeslam som substrat for produksjon av svart soldatflue og børsteorm.
Partnere: HI, SINTEF, VI og Protix Biosystems BV som industripartner (milepæl 6–12)
Forsøk utføres her med svarte soldatfluelarver og børstemark fôret på oppdrettsslam standard definert i oppgave 2.1. Protix Biosystems BV, en av verdens største insektprodusenter, støtter prosjektet med å levere insektlarvene og hjelper med teknisk personell under eksperimentet. Børstemarkforsøket blir gjennomført av SO-personell med eget utstyr som skal installeres i HI sine fasiliteter. Insektlarvene og børstemarken vil fôres med 100 % slam. Begge artene vil fôres i en rate som tilsvarer ~30 % nitrogen (N) i slam av artens totale N-innhold kalkulert ut ifra våtvekt (Dahl 2021). Insektlarver og børstemark vil bli fôret i triplikate kar med slammiks i henholdsvis 8 og 14 dager. Slammet vil varmebehandles før forsøkene for å unngå kontaminering ved start. Prøver vil bli tatt av vekstsubstratet før tilsetting til vekstbakkene, av insektlarvene og børstemarken ved starten og slutten av vekstperioden stipulert, samt av fekaliene ved avslutning av forsøket.
Oppgave 2.2.2: Påvisning, omdannelse og overføring av potensielt toksiske elementer og smittestoffer fra oppdrettsslam til lavtrofiske organismer. Partnere: VI, HI, SINTEF (milepæl 13–24)
Det gjennomføres separate forsøk for henholdsvis potensielt toksiske elementer, virus, bakterier og prioner. Utvelgelse av smittestoff bygger på kunnskapsgrunnlaget i leveranse 1.1, og resultater fra 2.1. generell kunnskap om patogener i norsk akvakultur og tilgjengelighet av og kostnad-nyttevurderinger når det gjedler egnet, relevant analysemetodikk. Mengde agens tilsettes slammet i to nivåer: ett praktisk relevant nivå og et 10x praktisk relevant nivå. Fra tidligere forsøk vet man at det er relativt høye nivå av både arsen og kvikksølv i oppdrettsslam (Schmitt et al. 2020) og at det foregår en omfattende omdanning av arsen og kvikksølv i næringskjeden. Overføringsgrad av elementer fra oppdrettsslam til lavtrofiske organismer utføres derfor i fôringsforsøk uten tilsetting av miljøgift eller smittestoff ved HI.
Analyser vil bli gjort av arsen (total-arsen samt lipid-løselig og vannløselig arsen) og kvikksølv (uorganisk og metyl-kvikksølv) av prøver fra lavtrofiske organismer, samt av vanadium (V,) krom (Cr), mangan (Mn), jern (Fe), kobolt (Co), nikkel (Ni), kobber (Cu), sink (Zn), selen (Se), molybden (Mo), sølv (Ag), kadmium (Cd) og bly (Pb). For å vurdere mulig overføring av patogene smittestoffer fra oppdrettsslam til vått eller tørket materiale av lavtrofiske organismer, vil det bli utført forsøk hvor kjente patogener (virus, bakterier, prioner) tilsettes slammet organismene skal fôres med.
Forsøkene med “spiking” av bakterier og virus utføres hos HI i Bergen, mens forsøk med tilsetting av prioner utføres ved Biosafety Level 3 (BLS3)-forskningslaboratoriet til VI av spesialisert personale. Etter fôring vil organismene avlives og utgjøre prøvemateriale for videre analyser. IPNV (IPN-virus), som er svært utbredt i norsk laks- og regnbueørretproduksjon og svært motstandsdyktige mot lav pH og høy temperatur, er en aktuell kandidat (Evensen & Santi 2008), sammen med utvalgte bakterier. Mycobakterier har en spesielt motstandsdyktig cellevegg, forekommer i landbaserte anlegg og kan være en aktuell kandidat. VI har en omfattende biobank med isolater av smittestoffer knyttet til akvakultur tilgjengelig for bruk i prosjektet.
Påvisning og måling av spesifikke patogener i prøver av vått eller tørket materiale av de lavtrofiske organismene utføres ved VI ved hjelp av etablerte metoder som brukes i diagnostisk sammenheng. For bakterier brukes dyrkning og klassiske metoder for dyrkning og identifikasjon, evt. PCR. VI har analysemetoden MALDI TOF MS til identifikasjon av levende bakterier og har etablert en intern database med referansespektra for vanlig forekommende fiskepatogene bakterier. For virus brukes kvalitativ og kvantitativ PCR-metodikk og isolering i cellekultur. Ved påvisning av virus med PCR i prøver av vått eller tørket materiale av de lavtrofiske artene blir det utført et enkelt forsøk med lakseyngel for å undersøke om aktivt virus som kan smitte laks følger med de lavtrofiske ingrediensene i fôret. Dette smitteforsøket gjennomføres ved laboratorium godkjent for smitteforsøk ved HI, i samarbeid med VI. Standard prosedyrer for påvisning og måling av virus i vev samt relevant histopatologi vil bli utført. For å påvise om prioner kan overføres vil det som modell bli benyttet hjernemateriale fra skrapesjuke sauer som smittestoff. Påvisning av prioner vil bli gjort med ELISA og/eller western blot-metodikk på ribolysert materiale.
Det vil bli utarbeidet en kommunikasjonsplan for prosjektet av SINTEF Ocean. Generiske resultat vil distribueres gjennom presentasjoner i arbeidsmøter. Resultatene vil også presenteres i fagtidsskrift og populærvitenskapelige fora (Fiskeribladet, Gemini, forskning.no etc.) og på konferanser. Det vil bli utarbeidet faktaark og en presentasjon fra prosjektet som distribueres gjennom FHF og de deltagende institusjoners kommunikasjonskanaler. Arbeidsmøtene vil bli avholdt i samarbeid med NCE Aquaculture, NCE Aquatech Cluster og relevante europeiske partnere.
-
Sluttrapport: Biosikker bruk av organisk materiale i utslipp fra lakseproduksjon til produksjon av fôrråvarer (SecureFeed)
SINTEF. Rapport 2024:00495. Av Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Arne M. Malzahn (SINTEF Ocean), Julia Farkas (SINTEF Ocean), Aleksander H. Handå (SINTEF Ocean), Bjørn H. Hansen (SINTEF Ocean), Tom S. Nordtvedt (SINTEF Ocean), Inger B. Standal (SINTEF Ocean), Veronika Sele (Havforskningsinstituttet HI)), Pedro Araujo (HI), Ikram Belghit (HI), Nina S. Liland (HI), Anne-Katrine Lundebye (HI), Kristin S. Pettersen (Veterinærinstituttet), Sylvie L. Benestad (Veterinærinstituttet), Aksel Bernhoft (Veterinærinstituttet), Gunnar S. Eriksen (Veterinærinstituttet), Kari O. Helgesen (Veterinærinstituttet), Gro S. Johannessen (Veterinærinstituttet), Hanne Nilsen (Veterinærinstituttet), Madelaine Norström (Veterinærinstituttet), Magdalena M. Owczarek-Koscielniak (Veterinærinstituttet), Øivind Øines (Veterinærinstituttet), Sonal J. Patel (Veterinærinstituttet), Hilde Sindre (Veterinærinstituttet), Linh Tran (Veterinærinstituttet) og Arne Holst-Jensen (Veterinærinstituttet).
Medieomtale
Her signerer de avtale om ny fabrikk. Dette er status på prosjektet fem år etter
MN24.n
Kan fiskegjødsel brukes som fôringrediens?
iLaks.no
Tilsvar til Ole og Asbjørn Torrissen
intrafish.no (passord)
Hva skal vi gjøre med slammet fra oppdrettsanleggene?
intrafish.no (passord)
Mattilsynet nekter dem å servere fiskekaker til insekter som skal bli laksefôr – fordi da kan laksen få eller overføre kugalskap
intrafish.no (passord)