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Untersuchung von Schweinefleisch und -leber von Tieren aus Freilandhaltung auf Dioxine und PCBs

Abstract

Das LGL untersuchte Dioxine und weitere Umweltkontaminanten in jeweils Schweinefleisch und -lebern von denselben Tieren aus Freilandhaltung. Gemeinsam ist allen Stoffen neben einer hohen Toxizität eine große Stabilität und starke Fettlöslichkeit. Daraus resultiert eine beträchtliche Bioakkumulation, sodass sie sich im tierischen Organismus und insbesondere in der Leber anreichern.

Die Belastungssituation hat sich bei den untersuchten Schweinen trotz Freilandhaltung als unproblematisch herausgestellt. Durch die sehr geringe Wasserlöslichkeit reichern sich diese Umweltkontaminanten auch in den obersten Bodenschichten an und werden in der Freilandhaltung mit entsprechend belasteten Böden bei der Futtersuche mit aufgenommen. Die nachgewiesenen Stoffmengen waren im Regelfall sehr niedrig, sodass nicht von einer nennenswerten Belastung der untersuchten Freilandflächen auszugehen ist. Leicht erhöhte Konzentrationen stellte das LGL vereinzelt in den Lebern der Tiere fest; dazu empfiehlt das LGL die Quellen zu identifizieren und nach Möglichkeit zu beseitigen.

Hintergrund der Untersuchungen

Im bundesweiten Monitoring-Programm des Jahres 2021 wurden Dioxin- und PCB-Daten in Schweinefleisch erhoben. Zur Erfassung der Korrelation zwischen den Organen Muskulatur und Leber wurden ausschließlich Proben vom jeweils selben Schwein untersucht.
Der Untersuchungsumfang umfasste die Überprüfung der Proben auf die Kontamination mit Dioxinen und Furanen (PCDD/F), dioxinähnlichen (dl-) und nicht dioxinähnlichen (ndl-) Polychlorierten Biphenylen (PCB). Außerdem wurden die Proben bezüglich des Vorkommens der als Flammschutzmittel verwendeten Polybromierte Diphenylether (PBDE) (vgl. [1]) und deren thermische Abbauprodukte bromierte Dioxine und Furane (PBDD/F) (vgl. [2]) analysiert. Die Prüfung wird seit 2016 am LGL in Lebensmitteln routinemäßig durchgeführt, um eine umfangreiche Abschätzung der damit erzeugten Gesamtbelastung vornehmen zu können.
Aus den Eigenschaften hohe Persistenz und Fettlöslichkeit der untersuchten bromierten und chlorierten Verbindungen ergibt sich deren Bioakkumulation, also die Anreicherung in der Nahrungskette und insbesondere in tierischen Fetten. Aus der Toxizität dieser Verbindungen resultiert, dass bromierte Verbindungen wie Flammschutzmittel ebenfalls zur Belastung der Verbraucher beitragen können. Dies trifft vor allem auf die bromierten Dioxine und Furane zu, deren Toxizitätsäquivalente als WHO-PBDD/F-TEQ der Summe von chlorierten Dioxinen und Furanen sowie dioxinähnlichen PCB (WHO-PCDD/F-PCB-TEQ) hinzuaddiert werden sollten. Da sich die Giftigkeit der einzelnen Dioxin- und Furan-Kongenere (chemische Verbindungen mit der gleichen Grundstruktur) unterscheidet, wird zur besseren Abschätzung der Gefährlichkeit einer Mischung dieser Substanzen das System der Toxizitätsäquivalente (TEQ) verwendet. Dabei ergeben sich die Teiläquivalente der Substanzen aus dem Produkt ihrer Gehalte mit dem jeweils spezifischen Toxizitätsäquivalentfaktor (WHO-TEF). Über die Summer dieser Einzel-TEQ berechnet sich dann die Gesamtbelastung der Verbraucher mit Toxizitätsäquivalenten (WHO-TEQ).

Mit der Übertragung der Messdaten an die Dioxin-Datenbank des Bundes und der Länder wird zudem die Voraussetzung geschaffen, die Belastung einzelner Lebensmittelgruppen umfangreicher darstellen zu können. Die gesammelten Daten werden auch den EU-Behörden zur Verfügung gestellt, um hier als Grundlage zur Festlegung von Höchstgehalten und Auslösewerten zu dienen.

Untersuchung von Schweinefleisch

Zur Untersuchung von Schweinen aus Freilandhaltung analysierte das LGL Proben von Muskulatur und Leber, die jeweils vom selben Tier stammten. Die Schweinefleischproben, d.h. die Proben aus der Muskulatur, wiesen eine durchschnittliche Belastung (mittlerer Gehalt) von etwa einem Drittel der zulässigen Höchstgehalte für PCDD/F, der Summe aus PCDD/F und dl-PCB sowie ndl-PCB aus (vgl. Abbildungen 1 und 2).

Eine Fleischprobe wies einen erhöhten Gehalt an PCDD/F auf, der jedoch nach Berücksichtigung der Messunsicherheit den Auslösewert von 0,75 pg WHO-PCDD/F-TEQ / g Fett gerade noch unterschritten hat. Die Leber des zugehörigen Schlachttiers hat das LGL aufgrund ihres zu hohen PCDD/F-Gehalts beanstandet. Gemäß dem PCDD/F-Kongenerenprofil ist die nachgewiesene Belastung wahrscheinlich auf Brandrückstände zurückzuführen. Dem zuständigen Landratsamt hat das LGL eine Ursachenermittlung in Zusammenarbeit mit ihrer zuständigen Umweltbehörde empfohlen.
Die WHO-TEQ-Gehalte der bromierten Dioxine und Furane (PBDD/F) ergänzen das Diagramm in Abbildung 1. Für deren Berechnung wurde das TEF-Konzept der chlorierten Dioxine und Furane angewandt, wie von van den Berg et al. (2013) [2] beschrieben. Aufgrund der geringen Datenlage existiert für die WHO-PBDD/F-TEQ noch keine Höchstgehaltsregelung. Es besteht jedoch die begründete Annahme, dass die mit den gleichen charakteristischen Eigenschaften der PCDD/F verursachte tägliche Hintergrundbelastung beim Menschen durch die PBDD/F dem Gesamt-TEQ zuzurechnen sein sollte (vgl. [2]).
Bei allen angegebenen Gehalten an Kontaminanten handelt es sich um „upper bound“-Werte; das heißt, dass bei nicht bestimmbaren Kongeneren aus Vorsorgeerwägung deren Bestimmungsgrenze zur WHO-TEQ-Berechnung eingesetzt wird.
In Abbildung 2 sind die minimalen, maximalen, mittleren und medianen Gehalte an nicht dioxinähnlichen PCB (ndl-PCB, Summe der sechs sog. Indikator-Kongenere, ICES-6) in den untersuchten Schweinefleischproben aus Freilandhaltung dargestellt. Sie sind in ng/g Fett angegeben und liegen auch bei den zugehörigen Einzelwerten alle unter dem zulässigen Höchstgehalt von 40 ng/g Fett.

Ergänzt ist das Diagramm in Abbildung 2 mit den Daten für die bromierten Flammschutzmittel PBDE, ebenfalls in ng/g Fett dargestellt. Die Proben wiesen im Schnitt eine deutlich geringere Belastung mit PBDE als mit ndl-PCB auf. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die PBDE im Gegensatz zu den PCB nicht so umfangreich angewandt wurden. Darüber hinaus konnten die PCB durch ihre Anwendung zum Teil ungehindert in die Umwelt gelangen. Für die Summe an PBDE gibt es aufgrund der geringen Datenlage noch keine Höchstgehaltsregelung. Die Daten des LGL tragen aber dazu bei, eine solche zu erlassen.

Bromierte Flammschutzmittel sind bromhaltige organische Verbindungen, die Erzeugnissen zugesetzt werden, um die Entflammung brennbarer Materialien zu verhindern oder zu erschweren. Gewöhnlich werden sie in den unterschiedlichsten Verbrauchsgütern (z. B. elektronischen Geräten, Autos, Möbeln und Baustoffen) verwendet, um sie schwerer entflammbar zu machen. Aus den mit ihnen behandelten Erzeugnissen können sie ausgewaschen werden oder verdampfen. Da Verbrauchsgüter am Ende ihrer Nutzungsdauer häufig recycelt werden, können deren Stäube im Laufe der Zeit die Umwelt und die Lebensmittelkette kontaminieren.
Viele bromierte Flammschutzmittel sind persistent, bioakkumulierbar sowie für Mensch und Umwelt toxisch. Sie stehen im Verdacht, neurologische Verhaltensstörungen und Störungen der hormonalen Systeme hervorzurufen und wurden in Fauna, Flora und Umwelt nachgewiesen. Gemäß der Empfehlung 2014/118/EU der Kommission [1] sollen die Mitgliedstaaten Lebensmittel im Hinblick auf das Vorkommen bromierter Flammschutzmittel überwachen.

Untersuchung von Schweineleber

Die Daten für die Lebern der beprobten Schweine aus Freilandhaltung zur Belastung mit den aufgeführten Umweltkontaminanten sind in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt. Die abgebildeten Leber-Werte sind auf das Frischgewicht bezogen.
Die auffälligsten Komponenten waren dabei die PCDD/F-Gehalte: Vier von 13 Proben wiesen Gehalte oberhalb des zulässigen Höchstgehalts von 0,30 pg WHO-PCDD/F-TEQ / g Frischgewicht auf. Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit hat das LGL davon drei Schweinelebern lebensmittelrechtlich beanstandet.
Die Zusammensetzung der PCDD/F-Kongenere zeigte bei allen vier auffälligen Leberproben ein vergleichbares Profil, das auf eine Belastung mit Brandrückständen hindeutet [3]. Den zuständigen Landratsämtern wurden Ursachenermittlungen in Zusammenarbeit mit ihrer zuständigen Umweltbehörde empfohlen, um Maßnahmen zur Beschränkung oder Beseitigung der Kontaminationsquelle einzuleiten.
Darüber hinaus wurden die Verantwortlichen auf den beim Bundesumweltministerium (BMU) kostenlos erhältlichen Fragebogen für Schweinehalter zur Analyse und Vermeidung einer möglichen Belastung von Schweinen mit Dioxinen und polychlorierten Biphenylen (PCB) hingewiesen.
Bei zwei der auffälligen Leberproben induzierten die hohen PCDD/F-Gehalte auch eine Überschreitung des Höchstgehalts für die Summe aus PCDD/F und dl-PCB von 0,50 pg WHO-PCDD/F-PCB-TEQ / g Frischgewicht. Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit hat das LGL eine Probe davon auch unter diesem Aspekt beanstandet.
Die restlichen Umweltkontaminanten PBDD/F und dl-PCB waren bei allen untersuchten Leberproben unauffällig und lagen im Mittel bei lediglich ca. 10 % der Belastung mit PCDD/F.

Die Abbildung 4 stellt die einfachen Summengehalte der ndl-PCB (ICES-6) sowie der Flammschutzmittel PBDE dar. Die mittlere Belastung mit ndl-PCB betrug in den Schweinelebern nur rund ein Zehntel des zulässigen Höchstgehalts von 3,0 ng / g Frischgewicht. Selbst die höchste Belastung lag mit ca. 50 % des Höchstgehalts noch im tolerierbaren Bereich.
Die Flammschutzmittel PBDE wiesen im Mittel nur ca. die Hälfte der Belastung mit ndl-PCB auf. Lediglich eine Probe Schweineleber zeigte einen erhöhten PBDE-Summenwert, der etwa das 10-fache des Mittelwerts von PBDE betrug.

Fazit

Die Belastungssituation mit PCDD/F, dl- und ndl-PCB, PBDE und PBDD/F stellte sich bei Fleisch und Lebern von Schweinen aus Freilandhaltung im Allgemeinen als unproblematisch dar. Bei den Fleischproben blieben alle Gehalte nach Berücksichtigung der Messunsicherheit unter den zulässigen Höchstgehalten bzw. Auslösewerten. Bei den Lebern derselben Tiere wiesen drei von 13 Proben, entsprechend 23 %, leicht erhöhte Gehalte über dem Höchstgehalt für PCDD/F auf. Die festgestellten Mengen der bromierten Verbindungen PBDE und PBDD/F tragen nicht entscheidend zur Belastung der Verbraucher bei.
Wenn das LGL bei einzelnen Proben erhöhte Gehalte nachweist, empfiehlt es im Sinne eines vorbeugenden Verbraucherschutzes bei den Produzenten Kontaminationsquellen festzustellen und diese dann zu beseitigen. Auf Grund der hohen Toxizität der untersuchten Substanzen und deren weite Verbreitung in der Umwelt wird das LGL auch zukünftig entsprechende Prüfungen vornehmen. Ziel aller Maßnahmen ist es, die Belastung von Verbrauchern mit den nachgewiesenen Stoffen so gering wie möglich zu halten.

Literatur/Quellen

[1] Empfehlung 2014/118/EU der Kommission vom 3. März 2014 zur Überwachung auf Spuren bromierter Flammschutzmittel in Lebensmitteln (ABl. L 65/39 vom 5.3.2014)
[2] Martin van den Berg, Michael S. Denison, Linda S. Birnbaum, Michael J. DeVito, Heidelore Fiedler, et al. (2013). Polybrominated Dibenzo-p-Dioxins, Dibenzofurans, and Biphenyls: Inclusion in the Toxicity Equivalency Factor Concept for Dioxin-Like Compounds. Toxicol. Sci. 133 (2), 197–208.
[3] Mark Lindert, Heidelore Fiedler (1999). Auftreten von PCDD/PCDF in Brandfällen. Z Umweltchem Ökotox 11 (1).