Dioxine und PCB in Böden, Pflanzen, Futter- und Lebensmitteln in Überschwemmungsgebieten in NRW Dr. Annegret Hembrock-Heger LANUV NRW

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1 Dioxine und PCB in Böden, Pflanzen, Futter- und Lebensmitteln in Überschwemmungsgebieten in NRW Dr. Annegret Hembrock-Heger LANUV NRW Autorenname, Fachbereich

2 - Veranlassung - Untersuchungen in Überschwemmungsgebieten haben gezeigt: Böden in Überschwemmungsgebieten insbesondere industriell-gewerblich geprägter Flüsse weisen häufig höhere Gehalte an Dioxinen und PCB auf als Böden aus nicht überschwemmten Bereichen Untersuchungen von Schaffleisch und lebern, Rindfleisch und lebern haben gezeigt: nicht nur bei Tieren aus dem Bereich von Überschwemmungsflächen, sondern auch bei Tieren ohne besondere Belastungsherkunft können Überschreitungen des Auslöswertes und des Höchstgehalts von Dioxinen und/oder dl-pcb auftreten (insbesondere bei Schafleber)

3 Durchführung Probennahme an 29 Standorten aus dem Überschwemmungsbereich der Fließgewässer Rhein, Ruhr, Wupper, Lippe, Ems, Werse, Rur und Sieg sowie an 12 nicht überschwemmten Standorten (Boden-, Pflanzen-, Futterund Lebensmittelproben). Bei 7 Standorten lagen Informationen über erhöhte PCDD/F-und dl-pcb-gehalte in Tieren vor. An jedem Standort: Entnahme einer Futtermittelprobe von der gesamten Fläche sowie einer Bodenprobe aus 0 10 cm Tiefe und einer Pflanzenprobe (Grünlandaufwuchs) von einer Teilfläche von 20 m x 20 m (flächenrepräsentative Mischprobe) An ausgewählten Standorten: Entnahme von Schafslebern und Schaffleisch-Proben, Proben von Leber und Fleisch von Rindern sowie Kuhmilch

4 Standorte Überschwemmungsgebiete und Referenzflächen in NRW 2009

5 Gehalte an PCDD-Kongeneren [ng/kg TM] in Böden von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

6 Gehalte an PCDF-Kongeneren [ng/kg TM] in Böden von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

7 Gehalte an Indikator-PCB-Kongeneren [ng/kg TM] in Böden von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

8 Gehalte an dl-pcb-kongeneren [ng/kg TM] in Böden von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

9 Gehalte an PCDD-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Aufwuchsproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

10 Gehalte an PCDF-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Aufwuchsproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

11 Gehalte an Indikator-PCB-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Aufwuchsproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

12 Gehalte an dl-pcb-kongeneren [ng/kg 88% TM] in Aufwuchsproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

13 Gehalte an PCDD-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Futtermittelproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

14 Gehalte an PCDF-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Futtermittelproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

15 Gehalte an Indikator-PCB-Kongeneren [ng/kg 88% TM] in Futtermittelproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

16 Gehalte an dl-pcb-kongeneren [ng/kg 88% TM] in Futtermittelproben von Überschwemmungsgebieten und von Referenzstandorten

17 Ergebnisse Böden: höhere Gehalte an PCDD/F, Indikator-PCB und dl-pcb in Überschwemmungsgebieten verglichen mit Referenzstandorten (TEQ und Kongenere) Aufwuchs: Keine auffälligen Unterschiede zwischen den Standorten in Überschwemmungsgebieten und den Referenzstandorten (TEQ und Kongenere) Futtermittel: Ein unmittelbarer Vergleich von FM aus ÜG und von Referenzstandorten ist nicht möglich, da wahrscheinlich die Behandlung nach der Ernte zur Veränderung der Stoffgehalte beiträgt: Heu- und Silageproben weisen allgemein höhere Werte auf als Weidegrasproben. Auch bei hohen PCDD/Fbzw. dl-pcb-gehalten in Böden keine Höchstgehalts-überschreitung in FM

18 Gehalte an salzsäureunlöslicher Asche [%] verschiedener Futtermittelarten von Flächen innerhalb überschwemmungsbeeinflusster Gebiete

19 Vergleich der Gehalte an salzsäureunlöslicher Asche [%] mit PCDD/F-Gehalten verschiedener Futtermittelarten von Flächen innerhalb überschwemmungsbeeinflusster Gebiete Vergleich Aschegehalte mit PCDD/F-Gehalten in Futtermittel 3 2,5 Heu Silage Aschegehalt [%] 2 1,5 1 0,5 Gras 0 0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 PCDD/F in Futtermittel [ng PCDD/F (Summe)/kg 88% TS

20 Transfer Boden - Pflanze Regressionsanalysen für Boden- Aufwuchs- Wertepaare: nur schwache Zusammenhänge jedoch für einzelne PCB-Kongenere zeigt der Bodengehalt einen signifikanten Einfluss auf die Pflanzengehalte (jedoch geringes Bestimmtheitsmaß) Kongenerenverteilung: Die Pflanzenproben zeigen verglichen mit den Bodenproben deutliche Verschiebungen hin zu den PCB und den niedrigchlorierten Kongeneren. Transferfaktoren Boden - Pflanze: Insbesondere für die PCB wurden Transferfaktoren von bis 1 (trichlorierte PCB) nachgewiesen. In Abhängigkeit vom Chlorierungsgrad sinken diese ab: 0,4 für tetrachlorierte PCB bis 0,1 für heptachlorierte PCB

21 OCDD OCDF HpCDF Transferfaktoren Boden->Pflanzenaufwuchs 10,00 1,00 0,10 TF 0,01 0,00 TriPCB TetraPCB TeCDD TeCDF PentaPCB PeCDD PeCDF HexaPCB HxCDD HxCDF HeptaPCB HpCDD Stoffgruppe

22 PCB 189 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden- Futterpflanze Lebensmittel Dioxine und dl-pcb in Böden von Überschwemmungsgebieten (Ruhr) (Prozentuale Verteilung) [%] ,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF PCB 77 PCB 81 PCB 105 PCB 114 PCB 118 PCB 123 PCB 126 PCB 156 PCB 157 PCB 167 PCB Pr. 110 Pr. 112 Pr. 114 Pr. 142

23 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden- Futterpflanze Lebensmittel Dioxine und dl-pcb in Grünlandaufwuchs von Überschwemmungsgebieten (Ruhr) (Prozentuale Verteilung) [%] ,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF PCB 77 PCB 81 PCB 105 PCB 114 PCB 118 PCB 123 PCB 126 PCB 156 PCB 157 PCB 167 PCB 169 PCB Pr. 110 Pr. 112 Pr. 114 Pr. 142

24 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden- Futterpflanze Lebensmittel Dioxine und dl-pcb in Schafslebern und Schaffleisch (Prozentuale Verteilung) [%] ,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF PCB 77 PCB 81 PCB 105 PCB 114 PCB 118 PCB 123 PCB 126 PCB 156 PCB 157 PCB 167 PCB 169 PCB Leber_Lamm2 Fleisch_Lamm2 Leber_Lamm7 Fleisch_Lamm7 Leber_Lamm8 Fleisch_Lamm8 Leber_Lamm3 Fleisch_Lamm3

25 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden Futterpflanze Lebensmittel z.b. Verhältnis n-dl-pcb/dl-pcb in Lebensmittel: Schafleber: 28,3 (Median), n=8 Schaffleisch: 7,6 (Median), n=8 Rinderleber: 15,2 (Median), n=10 Rindfleisch: 4,4 (Median), n=11 Rohmilch: 4,0 (Median), n=6 Die in diesem Untersuchungsprogramm ermittelten Daten liegen in der Größenordnung der von der EFSA erhobenen Daten

26 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden Futterpflanze Lebensmittel Anreicherungsfaktoren PCDD/F-und PCB-Kongenere Leber/Fleisch Schafe PCDD/F: (Mittelwerte) dl-pcb: ca. 1, jedoch Ausnahmen PCB 126: 11 (Median), PCB 81: 5 (Median) Rinder: PCDD/F:1-298 (Mittelwerte) dl-pcb: ca. 1, jedoch Ausnahme PCB 126: 2 (Median)

27 Veränderung in der Kongenerenverteilung in der Wirkungskette Boden Futterpflanze Lebensmittel Die Anreicherung des PCB 126 in der Leber von Schafen im Vergleich zu den Fleischproben führt zu hohen TEQ-Werten in der Leber. Hoher TEF führt zu überproportional hohen TEQ-Werten für dl-pcb, auch wenn Summenwerte (Fleisch und Leber) häufig in einer ähnlichen Größenordnung liegen Anreicherung PCB 126 in Rinderleber im Verhältnis zu Rindfleisch nicht so ausgeprägt

28 Zunahme des prozentualen Anteils der dl-pcb am Gesamt-TEQ in der Wirkungskette Boden Futterpflanze Lebensmittel %-Anteil dl-pcb am TEQ Kuhmilch Lammfleisch Lammleber Rinderleber Rindfleisch

29 dl-pcb-gehalte in Böden von Überschwemmungsgebieten und Referenzstandorten dl-pcb in Böden [ng TEQ WHO1998/kg TS] incl. BG [ng TEQ/kg TS] Standorte

30 dl-pcb-gehalte in Aufwuchs von Überschwemmungsgebieten und Referenzstandorten dl-pcb in Aufwuchs [ng TEQ WHO1998/kg 88% TS] inkl. BG 0,45 0,40 [ng TEQ/kg 88% TS] 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Standorte

31 Ermittlung der Körperdosis Körperdosis dl-pcb aus 10 kg Aufwuchs mit 3 % Verschmutzung [ng TEQ WHO1998/d*Tier] 8 7 [ng TEQ/d*Tier] Standorte Futtermenge 10 kg (88%) = ng/d+tier Fracht 3% Boden

32 Fazit (1) Die Ergebnisse dieser Untersuchung mit dem Schwerpunkt der Untersuchung belasteter Standorte bestätigen die in anderen Bundesländern ermittelten Ergebnisse: die Böden in Überschwemmungsgebieten weisen höhere Gehalte an PCDD/F, Indikator-PCB und dl-pcb auf verglichen mit Referenzstandorten (TEQ und Kongenere) Beim Aufwuchs und bei den Futtermitteln waren keine auffälligen Unterschiede zwischen den Standorten in Überschwemmungsgebieten und den Referenzstandorten (TEQ und Kongenere) erkennbar. Lebensmittel: Untersucht wurden 43 Lebensmittelproben: 6 Milch-,10 Rinderleber-, 11 Rindfleisch-, 8 Lammfleisch- und 8 Lammleberproben. Schafleber: Überschreitungen der Höchstgehalte für PCDD/F und PCDD/F + dl-pcb in 7 von 8 Schaflebern Schaffleisch: Überschreitungen der Höchstgehalte für PCDD/F und PCDD/F + dl-pcb in 3 von 8 Proben.

33 Fazit (2) Rinderleber: Überschreitung der Höchstgehalte für PCDD/F bei 7 von 10 Proben und für PCDD/F + dl-pcb bei 8 von 10 Proben Rindfleisch: Überschreitungen der Höchstgehalte für PCDD/F bei 3 von 11 Proben und für PCDD/F + dl-pcb bei 8 von 11 Proben Milch: alle 6 Proben liegen deutlich unterhalb der Höchstgehalte für PCDD/F und PCDD/F + dl-pcb und unterhalb der Auslösewerte für PCDD/F und dl-pcb. Die Gehalte liegen im Bereich der bei Untersuchungen der Rohmilch der Molkereien in NRW ermittelten Gehalte. Ein direkter Zusammenhang zwischen den PCDD/F und PCB-Gehalten in Böden und den Gehalten in Aufwuchs bzw. Futtermittel sowie in Lebensmitteln konnte in diesem Untersuchungsprogramm nicht quantifiziert werden, Hinweise darauf, dass ein Transfer stattfindet liegen jedoch vor.

34 Fazit (3) Schon bei PCDD/F- und dl-pcb-gehalten im Bereich ubiquitär vorkommender Konzentrationen scheint es möglich zu sein, dass in Abhängigkeit von Haltungsbedingungen oder anderer Einflussfaktoren PCDD/F- und dl-pcb-gehalte in tierischen Lebensmitteln erreicht werden, die über den Auslösewerten oder den Höchstgehalten für diese Stoffe liegen. Zur Minimierung der Dioxin- und PCB-Anreicherung in der Lebensmittelkette hat das LANUV NRW Handlungsempfehlungen abgeleitet:

35 An der Durchführung des Projekts waren beteiligt: LANUV: Karin Bosshammer, FB 82 Frank Hartmann, FB 81 Dorothea Sopczak, Jörg Leisner-Saaber, Dr. Barbara Guhl, FB 32 Dr. Ernst Hiester, FB 44 Ludwig Radermacher, FB 31 LANUV-Labor Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Münsterland- Emscher-Lippe (CVUA-MEL): Prof. Dr. Peter Fürst, Dr. Thorsten Bernsmann Kreisordnungsbehörden in NRW Eurofins GFA Vielen Dank an alle Beteiligten!

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Autorenname, Fachbereich