Karl Aichberger: Zoonosen und Schwermetalle

Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbHwww.ages.at

Kontaminanten in der landwirtschaftlichen Produktion

Schwermetalle, Zoonosen

Dr. Karl Aichberger

AGES Fachsymposium „Sichere Lebensmittel“,AGES Linz, 30. Juni 2011

www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit

Schwermetalle in der landw. Produktion (Stoffkreislauf)

Düngung,Pflanzenernährung

Bodenbearbeitung,Fruchtfolge

Mensch

Vermeidungder Anreicherung von

Kontaminanten/SchwermetallenFörderung

ernährungsrelevanterSpurenelementen in Futter-und Nahrungsmittel

Ziel: „GESUNDHEIT“ vonPflanze, Tier und Mensch

Lebensmitteltierischen Ursprungs

Boden, StandortBodeneigenschaften

PflanzlicheErnteprodukte

Landw. Nutztiere

Ergänzungs-FMMineralfutter

Futtermittel

Pflanzliche Lebensmittel

Pflanzenschutz

ZYKLUSBEGINN

Saatgut / Sorte

Abfall-stoffe

Wirtschafts-dünger


Quellen / Ursachen für Schwermetalle im landwirtschaftlichen Stoffkreislauf

•Luftdeposition (Verkehr, Industrie, Verbrennung)•Boden (geologisches Substrat )•Düngemittel (Mineraldünger, Hofdünger)•Abfallstoffe (Klärschlamm, Kompost)•Pflanzenschutzmittel

•(Mineral)-Futtermittel (über tierische Ausscheidungen)


Schwermetallgehalte landw. Böden Österreichs (mg/kg; 0-20 cm;)

Element Min Max Median Richt-/ Grenzwert

Cu 9 1725 21 100 Zn 10 5807 79 300 Co 1 47 9,5 50 Cr 5 221 37 100 Ni 7 1430 25 60 As 3,5 434 8,8 20 Pb 8 14970 19 100 Cd 0,1 28 0,23 1 Hg 0,05 21 0,15 1


Soil Surveys in Austria


Mittlere Schwermetallgehalte der wichtigsten Mineraldünger (mg/kg)

n Cu Zn Ni Cr Pb Cd

K-Dünger 20 0,8 1,5 1,9 0,6 0,1 0,08

Kalkammonsalpeter 29 0,8 4,1 2,5 1,2 1,1 0,12

Düngerkalke 74 1,7 5,4 2,1 2,2 2,1 0,22

NPK-Dünger 319 11 78 5,8 17 1,2 0,97

Superphosphat 19 13 160 22 98 5,9 5,4

Triplephosphat 81 20 301 27 177 2,6 14,4

Thomasmehl 32 20 157 10 297 8,8 4,0


Schwermetallgehalte in Wirtschaftsdüngern (mg/kg)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Rindermist Schweinemist Geflügelmist Rindergülle Schweinegülle

Zn Cu Ni Cr Pb Cd

1270730


Schwermetalleinträge in den Boden (g.ha-1.a-1)

Art des Eintrages Cd Ni Cr Pb Cu Zn

Luftdeposition (Ackerflächen) 1) 2,2 53 15 27 103 330

Mineraldünger 2) 0,7 4 11 2 7 52

Wirtschaftsdünger (2-3 t TS) 3) 1,0 16 20 10 174 640

Kompost (8 t TS) 4) 3,5 160 220 310 345 1600

Klärschlamm (2,5 t TS) 5) 3,3 65 100 140 500 2250

Gehalte im Boden ( ha . 20 cm ) 600 75000 105000 6000 60000 180000

1) Spiegel, 2003a2,3) Dachler u. Kernmayer, 19974,5) Zessner u. Aichberger, 2003


Schwermetallgehalte in Pflanzen

•Standort / Bodeneigenschaften

•Pflanzenart / Pflanzenfamilie

•Vegetationszeitpunkt

•Transferfaktoren

Element Konzentration (mg/kg)

Zink 20 - 100

Kupfer 3 - 12

Nickel 0,2 - 2

Chrom 0,1 - 0,5

Cobalt 0,2 - 2

Molybdän 0,1 - 4

Blei 0,1 - 0,5

Cadmium 0,05 - 1


Schwermetall-Transferfaktoren Boden : Pflanze

0,2 0,2 0,2

0,02

0,05 0,05

0,01

0,005

0,01

0,0030,002 0,002

4

2 2 2

0,5 0,5

0,2

0,1 0,1

0,05

0,02 0,02

0,001

0,01

0,1

1

10

Mo Zn Cd Mn Cu Tl Ni Co Hg Pb Cr V


Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in Abhängigkeit von der Sorte


Häufigkeitsverteilung der Pb- und Cd- Gehalte von Futtermittelkontrollproben

15,00

14,00

13,00

12,00

11,00

10,00

9,00

8,00

7,00

6,00

5,00

4,00

3,00

2,00

1,00

0,00

PB

Häu

figke

it

200

100

0

Std.abw. = 2,27 Mittel = 1,73

N = 311,00

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

1,00

,500,00

Häu

figke

it

200

100

0

Std.abw. = ,73 Mittel = ,40

N = 311,00

Blei Cadmium


Schwermetallgehalte der wichtigsten Futtermitteltypen

Cd (mg/kg) n MW Med Min-Max HW

AlleinFM 95 0,12 0,08 <0,1 - 1,1 0,5-1

ErgänzungsFM 206 0,16 0,11 <0,1 - 1,0 0,5

Ausgangsprod. 17 0,77 0,45 <0,1 - 4,5 1,0

MineralFM 139 1,14 0,90 <0,1 - 5,2 5,0

Vormischungen 7 0,47 0,42 <0,1 - 1,0 15

Pb (mg/kg) n MW Med Min-Max HW

AlleinFM 84 0,65 0,33 <0,2 – 5,8 5

ErgänzungsFM 190 0,71 0,50 <0,2 – 5,9 10

Ausgangsprod. 6 4,18 3,60 1,0 – 10,0 10

MineralFM 175 4,3 4,0 <0,2 - 16 15

Vormischungen 14 13,8 8,8 3,5 - 46 200

Vormischungen > MineralFM > ErgänzungsFM > AlleinFM


Anzahl der Untersuchungen auf As, Pb, Hg, Cd und F (2005-2010)

Jahr As Pb Hg Cd F

2005 283 (1) 434 (0) 107 (0) 434 (0) 109 (0)

2006 198 (0) 353 (1) 88 (0) 353 (0) 33 (0)

2007 341 (0) 396 (0) 160 (0) 280 (0) 50 (0)

2008 741 (2) 608 (0) 320 (0) 608 (1) 59 (0)

2009 273 (0) 739 (2) 120 (0) 739 (1) 111 (1)

2010 24 (0) 492 (1) 53 (0) 491 (1) 244 (0)


Höchstgehalte für unerwünschte Elemente in Futtermitteln (mg/kg)

Alleinfutter- mittel

Ergänzungs- futtermittel

Mineral- futtermittel

Gesetzliche Grundlage

Blei 5 10 15 RL 2005/87/EG

Cadmium0,5 – 2 0,5 -2 5 – 7,5 RL

2005/87/EGQueck- silber

0,1 – 0,4 0,2 - RL 2005/87/EG

Arsen 2 – 4 4 12 RL 2002/32/EG

Fluor 150 500 (< 4 %P)

125 je %P(> 4 % P)

- RL 2008/76/EG


ZOONOSEN

• Salmonellen sind bedeutende Zoonosenerreger und können über tierische Produkte (Eier, Fleisch) Menschen infizieren

• Als eine mögliche Infektionsquelle für Nutztiere kommen kontaminierte Futtermittel in Betracht

• Eintrag von Salmonellen in Futtermittel erfolgt oft über gering kontaminierte Ausgangsrohstoffe

• Ölsaaten (Soja, Raps, Sonnenblumen) und daraus gewonnene Nebenerzeugnisse oder auch Fischmehl sind als potentielle Eintragsquellen von Salmonellen in Futter zu bewerten


Proben FMK Proben 1998-2002 Proben 2003-2007 Proben 2008-2010

tested pos % tested pos % tested pos %

Einzel-FM tier.Fischmehl 94 14 14,9% 41 4 9,8% 55 0Tiermehl 4 2

Einzel-FM pfl.Getreide 57 1 1,8% 87 1 1,1% 10 0

Ölsaaten 222 24 10,8% 316 15 4,7% 238 5 2,1%Mischfutter

Rinder 17 0 75 0 35 0Schweine 46 2 4,3% 90 2 2,2% 153 1 0,7%Geflügel 622 26 4,2% 1023 6 0,6% 404 1 0,3%

Durch das BAES werden im Rahmen der amtlichen Kontrolle (risikobasierter Kontrollplan) sowohl die Ausgangsrohstoffe (Einzelfuttermittel) als auch die damit produzierten Mischfuttermittel beprobt und auf Salmonellen getestet. Zusätzlich werden die Betriebe hinsichtlich ihrer internen Abläufe, Verfahrensschritte und Eigenkontrollmaßnahmen überwacht.

3,4%

FM-Überwachung, Salmonellen Vergleich 1998-2002, 2003-07 vs. 2008-10:


Zusammenfassung - Schwermetalle

•Die moderne Analytik ermöglicht den Nachweis von SM in allen Bereichen der landwirtschaftlichen Produktion bzw. des Stoff- kreislaufs

•Monitoring und Kontrolle von Böden, landw. Betriebsmitteln (Düngemittel, Abfallstoffen, Futtermittel) und Ernteprodukten soll mögliche SM- Anreicherungen (Kontaminationen) aufzeigen bzw. verhindern

•Futtermittel sind allgemein sehr gering mit toxischen Elementen belastet und die gesetzlichen Höchstwerte für PB, Cd, Hg und As werden nur in Ausnahmefällen überschritten


Zusammenfassung – Zoonosen

• Kontaminationsrate durch Salmonellen ist in Futtermittel bei allen Kategorien (industr. Produktion) erheblich zurückgegangen

• Im Kontrollzeitraum 2008 – 2010 waren bei etwa 900 untersuchten Proben nur in neun Proben Salmonellen nachweisbar

• Reduktion der Nachweisrate infolge gesetzl. Vorgaben: verstärkte Eigenkontrolle der FM- Hersteller, HACCP-Grundsätze, Aufbewahrung Rückstellmuster, Hygienemaßnahmen

Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbHwww.ages.at

Kontaminanten in der landwirtschaftlichen Produktion

Schwermetalle, Zoonosen

Dr. Karl Aichberger

AGES Fachsymposium „Sichere Lebensmittel“,AGES Linz, 30. Juni 2011


Schwermetalle in der landw. Produktion (Stoffkreislauf)

Düngung,Pflanzenernährung

Bodenbearbeitung,Fruchtfolge

Mensch

Vermeidungder Anreicherung von

Kontaminanten/SchwermetallenFörderung

ernährungsrelevanterSpurenelementen in Futter-und Nahrungsmittel

Ziel: „GESUNDHEIT“ vonPflanze, Tier und Mensch

Lebensmitteltierischen Ursprungs

Boden, StandortBodeneigenschaften

PflanzlicheErnteprodukte

Landw. Nutztiere

Ergänzungs-FMMineralfutter

Futtermittel

Pflanzliche Lebensmittel

Pflanzenschutz

ZYKLUSBEGINN

Saatgut / Sorte

Abfall-stoffe

Wirtschafts-dünger


Quellen / Ursachen für Schwermetalle im landwirtschaftlichen Stoffkreislauf

•Luftdeposition (Verkehr, Industrie, Verbrennung)•Boden (geologisches Substrat )•Düngemittel (Mineraldünger, Hofdünger)•Abfallstoffe (Klärschlamm, Kompost)•Pflanzenschutzmittel

•(Mineral)-Futtermittel (über tierische Ausscheidungen)


Schwermetallgehalte landw. Böden Österreichs (mg/kg; 0-20 cm;)

Element Min Max Median Richt-/ Grenzwert

Cu 9 1725 21 100 Zn 10 5807 79 300 Co 1 47 9,5 50 Cr 5 221 37 100 Ni 7 1430 25 60 As 3,5 434 8,8 20 Pb 8 14970 19 100 Cd 0,1 28 0,23 1 Hg 0,05 21 0,15 1


Soil Surveys in Austria


Mittlere Schwermetallgehalte der wichtigsten Mineraldünger (mg/kg)

n Cu Zn Ni Cr Pb Cd

K-Dünger 20 0,8 1,5 1,9 0,6 0,1 0,08

Kalkammonsalpeter 29 0,8 4,1 2,5 1,2 1,1 0,12

Düngerkalke 74 1,7 5,4 2,1 2,2 2,1 0,22

NPK-Dünger 319 11 78 5,8 17 1,2 0,97

Superphosphat 19 13 160 22 98 5,9 5,4

Triplephosphat 81 20 301 27 177 2,6 14,4

Thomasmehl 32 20 157 10 297 8,8 4,0


Schwermetallgehalte in Wirtschaftsdüngern (mg/kg)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Rindermist Schweinemist Geflügelmist Rindergülle Schweinegülle

Zn Cu Ni Cr Pb Cd

1270730


Schwermetalleinträge in den Boden (g.ha-1.a-1)

Art des Eintrages Cd Ni Cr Pb Cu Zn

Luftdeposition (Ackerflächen) 1) 2,2 53 15 27 103 330

Mineraldünger 2) 0,7 4 11 2 7 52

Wirtschaftsdünger (2-3 t TS) 3) 1,0 16 20 10 174 640

Kompost (8 t TS) 4) 3,5 160 220 310 345 1600

Klärschlamm (2,5 t TS) 5) 3,3 65 100 140 500 2250

Gehalte im Boden ( ha . 20 cm ) 600 75000 105000 6000 60000 180000

1) Spiegel, 2003a2,3) Dachler u. Kernmayer, 19974,5) Zessner u. Aichberger, 2003


Schwermetallgehalte in Pflanzen

•Standort / Bodeneigenschaften

•Pflanzenart / Pflanzenfamilie

•Vegetationszeitpunkt

•Transferfaktoren

Element Konzentration (mg/kg)

Zink 20 - 100

Kupfer 3 - 12

Nickel 0,2 - 2

Chrom 0,1 - 0,5

Cobalt 0,2 - 2

Molybdän 0,1 - 4

Blei 0,1 - 0,5

Cadmium 0,05 - 1


Schwermetall-Transferfaktoren Boden : Pflanze

0,2 0,2 0,2

0,02

0,05 0,05

0,01

0,005

0,01

0,0030,002 0,002

4

2 2 2

0,5 0,5

0,2

0,1 0,1

0,05

0,02 0,02

0,001

0,01

0,1

1

10

Mo Zn Cd Mn Cu Tl Ni Co Hg Pb Cr V


Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in Abhängigkeit von der Sorte


Häufigkeitsverteilung der Pb- und Cd- Gehalte von Futtermittelkontrollproben

15,00

14,00

13,00

12,00

11,00

10,00

9,00

8,00

7,00

6,00

5,00

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3,00

2,00

1,00

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PB

Häu

figke

it

200

100

0

Std.abw. = 2,27 Mittel = 1,73

N = 311,00

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50

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1,00

,500,00

Häu

figke

it

200

100

0

Std.abw. = ,73 Mittel = ,40

N = 311,00

Blei Cadmium


Schwermetallgehalte der wichtigsten Futtermitteltypen

Cd (mg/kg) n MW Med Min-Max HW

AlleinFM 95 0,12 0,08 <0,1 - 1,1 0,5-1

ErgänzungsFM 206 0,16 0,11 <0,1 - 1,0 0,5

Ausgangsprod. 17 0,77 0,45 <0,1 - 4,5 1,0

MineralFM 139 1,14 0,90 <0,1 - 5,2 5,0

Vormischungen 7 0,47 0,42 <0,1 - 1,0 15

Pb (mg/kg) n MW Med Min-Max HW

AlleinFM 84 0,65 0,33 <0,2 – 5,8 5

ErgänzungsFM 190 0,71 0,50 <0,2 – 5,9 10

Ausgangsprod. 6 4,18 3,60 1,0 – 10,0 10

MineralFM 175 4,3 4,0 <0,2 - 16 15

Vormischungen 14 13,8 8,8 3,5 - 46 200

Vormischungen > MineralFM > ErgänzungsFM > AlleinFM


Anzahl der Untersuchungen auf As, Pb, Hg, Cd und F (2005-2010)

Jahr As Pb Hg Cd F

2005 283 (1) 434 (0) 107 (0) 434 (0) 109 (0)

2006 198 (0) 353 (1) 88 (0) 353 (0) 33 (0)

2007 341 (0) 396 (0) 160 (0) 280 (0) 50 (0)

2008 741 (2) 608 (0) 320 (0) 608 (1) 59 (0)

2009 273 (0) 739 (2) 120 (0) 739 (1) 111 (1)

2010 24 (0) 492 (1) 53 (0) 491 (1) 244 (0)


Höchstgehalte für unerwünschte Elemente in Futtermitteln (mg/kg)

Alleinfutter- mittel

Ergänzungs- futtermittel

Mineral- futtermittel

Gesetzliche Grundlage

Blei 5 10 15 RL 2005/87/EG

Cadmium0,5 – 2 0,5 -2 5 – 7,5 RL

2005/87/EGQueck- silber

0,1 – 0,4 0,2 - RL 2005/87/EG

Arsen 2 – 4 4 12 RL 2002/32/EG

Fluor 150 500 (< 4 %P)

125 je %P(> 4 % P)

- RL 2008/76/EG


Schlussfolgerung - Schwermetalle

•Die moderne Analytik ermöglicht den Nachweis von SM in allen Bereichen der landwirtschaftlichen Produktion bzw. des Stoff- kreislaufs

•Monitoring und Kontrolle von Böden, landw. Betriebsmitteln (Düngemittel, Abfallstoffen, Futtermittel) und Ernteprodukten soll mögliche SM- Anreicherungen (Kontaminationen) aufzeigen bzw. verhindern

•Futtermittel sind allgemein sehr gering mit toxischen Elementen belastet und die gesetzlichen Höchstwerte für PB, Cd, Hg und As werden nur in Ausnahmefällen überschritten


ZOONOSEN

• Salmonellen sind bedeutende Zoonosenerreger und können über tierische Produkte (Eier, Fleisch) Menschen infizieren

• Als eine mögliche Infektionsquelle für Nutztiere kommen kontaminierte Futtermittel in Betracht

• Eintrag von Salmonellen in Futtermittel erfolgt oft über gering kontaminierte Ausgangsrohstoffe

• Ölsaaten (Soja, Raps, Sonnenblumen) und daraus gewonnene Nebenerzeugnisse oder auch Fischmehl sind als potentielle Eintragsquellen von Salmonellen in Futter zu bewerten


Proben FMK Proben 1998-2002 Proben 2003-2007 Proben 2008-2010

tested pos % tested pos % tested pos %

Einzel-FM tier.Fischmehl 94 14 14,9% 41 4 9,8% 55 0Tiermehl 4 2

Einzel-FM pfl.Getreide 57 1 1,8% 87 1 1,1% 10 0

Ölsaaten 222 24 10,8% 316 15 4,7% 238 5 2,1%Mischfutter

Rinder 17 0 75 0 35 0Schweine 46 2 4,3% 90 2 2,2% 153 1 0,7%Geflügel 622 26 4,2% 1023 6 0,6% 404 1 0,3%

Durch das BAES werden im Rahmen der amtlichen Kontrolle (risikobasierter Kontrollplan) sowohl die Ausgangsrohstoffe (Einzelfuttermittel) als auch die damit produzierten Mischfuttermittel beprobt und auf Salmonellen getestet. Zusätzlich werden die Betriebe hinsichtlich ihrer internen Abläufe, Verfahrensschritte und Eigenkontrollmaßnahmen überwacht.

3,4%

FM-Überwachung, Salmonellen Vergleich 1998-2002, 2003-07 vs. 2008-10:


Schlussfolgerung – Zoonosen

• Kontaminationsrate durch Salmonellen ist in Futtermittel bei allen Kategorien (industr. Produktion) erheblich zurückgegangen

• Im Kontrollzeitraum 2008 – 2010 waren bei etwa 900 untersuchten Proben nur in neun Proben Salmonellen nachweisbar

• Reduktion der Nachweisrate infolge gesetzl. Vorgaben: verstärkte Eigenkontrolle der FM- Hersteller, HACCP-Grundsätze, Aufbewahrung Rückstellmuster, Hygienemaßnahmen

Health & Medicine

Karl Aichberger: Zoonosen und Schwermetalle