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Hygienische Anforderungen an organische

Dünger

– aktueller Sachstand –

Dr. med. vet; Dipl.-Ing agr. Werner Philipp

6. VQSD-Fachveranstaltung 18.06.2013

Inhalt des Vortrages / Themenbereiche

● Einleitung

● Relevanz von Krankheitserregern im Klärschlamm

● Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier

● Bewertung von Gesundheitsrisiken

● Behandlungsverfahren für Klärschlämme

● Aktuelle Situation zum Klärschlamm

● Aktuelle Situation zu organischen Düngern

● Zusammenfassung

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Einleitung

• in Deutschland fallen jährlich etwa 2 Mio. t Klärschlamm (TS) an.

• ca. 30% werden als Düngemittel eingesetzt,

• ca. 20% im sog. Landschaftsbau

• ca. 50% gelangen zur Verbrennung

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Einleitung

Darstellung der Klärschlammentsorgung in Deutschland in den Jahren

von 1991-2008 (ANONYM, 2009b)

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Einleitung

● Seit 1982 sind die Anforderungen an die landwirtschaftliche

Verwertung von Klärschlämmen in der Klärschlammverordnung

(AbfKlärV) in Deutschland geregelt.

● Den aktuellen rechtlichen Rahmen für die landwirtschaftliche

Klärschlammverwertung bildet die AbfKlärV in der seit 1992

geltenden Fassung mit Anforderungen an:

- zulässige Schadstoffgehalte,

- Aufbringungsverboten auf bestimmten Flächen (Dauergrünland; -

Obst- und Gemüseanbau),

- Beschränkungen der zulässigen Aufbringungsmengen sowie

- Pflichten zur Kontrolle der Qualität (Nährstoffgehalte;

Schadstoffbelastungen) der Aufbringungsflächen.

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Einleitung

● die hygienischen Aspekte, sprich die Belastung des

Klärschlammes mit pathogenen Erregern ist bekannt;

● die Regelungen zur Verwertung des Klärschlammes aus

hygienischer Sicht sind zwar definiert und sollen aus

seuchenhygienischer Sicht kritisch beleuchtet werden

(siehe EHEC-Situation im Mai 2011 in Deutschland)

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Relevanz von Krankheitserregern im Klärschlamm

● Klärschlamm kann grundsätzlich jeden Erreger enthalten, der mit

dem Kot und Urin ausgeschieden wird,

● human- und tierpathogene Erreger, Zoonoseerreger sowie

multiresistente Bakterien.

● Die Erreger werden mit dem Abwasser in die Kläranlage

eingeleitet und gelangen durch die verschiedenen

Reinigungsstufen in den Klärschlamm.

● Insbesondere sind Salmonellen, Shigella, Escherichia coli,

Clostridien und Mycobacterium tuberculosis am häufigsten im

Klärschlamm.

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● Von besonderer epidemiologischer Bedeutung sind weiterhin

Enteroviren, Caliciviren, Cryptosporidien und parasitäre

Dauerstadien wie Spulwurmeier.

● Zoonotische Erreger finden sich vermehrt im Klärschlamm, wenn

Schlachthofabwässer eingeleitet werden.

● außerdem können pflanzenpathogene Erreger enthalten sein, die

u.U. auch beim Menschen Erkrankungen hervorrufen können.

Relevanz von Krankheitserregern im Klärschlamm

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Relevanz von Bakterien im Klärschlamm

Obligat Pathogene Fakultativ Pathogene

Salmonella spp. Escherichia

Shigella spp. Klebsiella

Escherichia coli Enterobacter

Pseudomonas aeruginosa Serratia

Yersinia enterocolitica Citrobacter

Clostridium perfringens Proteus

Clostridium botulinum Providencia

Bacillus anthracis Multiresistente Bakterien; z. B. ESBL

Listeria spp.

Vibrio cholerae

Mycobacterium spp.

Leptospira spp.

Campylobacter spp.

Staphylococcus + Streptococcus

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Virusgruppe Auswahl

von Typen Hervorgerufene Krankheiten oder Symptome

Enterovirus

Poliovirus 3 Poliomyelitis, Meningitis, Fieber

Coxsackievirus A 24 Herpangina, Atemwegsinfektion, Meningitis, Fieber

Coxsackievirus B 6 Myocarditis, Herzmissbildungen, Atemwegserkrankungen,

Hautausschläge, Meningitis, Fieber

Echovirus 34 Meningitis, Atemwegserkrankungen, Hautausschläge,

Durchfall, Fieber

Weitere Enteroviren 4 Meningitis, Atemerkrankungen, Konjunktivitis, Fieber

Adenovirus 41 Atemwegserkrankungen, Augeninfektionen

Reovirus 3 nicht definiert

Hepatitis A-virus 1 Hepatitis

Rotavirus 4 Erbrechen und Durchfall

Astrovirus 5 Gastroenteritis

Norovirus Norwalk 2 Erbrechen und Durchfall

Coronavirus 1 Erkältung

Adeno-associated

Virus

4 nicht genau definiert aber mit Atemwegserkrankungen bei

Kindern vergesellschaftet

Parvovirus 2 Darminfektionen

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Relevanz von Parasiten im Klärschlamm

Protozoa

Cestodes

Nematodes

Cryptosporidia parvum

Entamoeba histolytica

Giardia lamblia

Toxoplasma gondii

Sarcocystea spp.

Taenia saginata

Taenia solium

Diphyllobothrium latum

Echinococcus granulosus

Ascaris lumbricoides

Ancylostoma

duodenale

Toxocara canis

Toxocara cati

Trichuris trichiura

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Mögliche Auswirkungen auf die Gesundheit von

Mensch und Tier

● Eine mögliche Infektion von Mensch oder Tier hängt von den

Eigenschaften der Erreger, den Infektionsdosen und der

Empfänglichkeit der Zielorganismen ab sowie von

● hygienischen Maßnahmen gegen die Infektionsquellen und die

Übertragung der Erreger.

● Die vorhandenen Bedingungen in einem Gebiet, d. h. Klima,

Entwicklung des Gesundheitswesens, hygienische Verhältnisse

und das Vorhandensein von biologischen Vektoren sind hierbei

von entscheidender Bedeutung

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● Zu den relevanten Eigenschaften eines Erregers gehören:

- die Widerstandsfähigkeit in der Umwelt (Tenazität),

- die Übertragbarkeit,

- die Ansteckungskraft,

- die Haftfähigkeit,

- das Eindringungsvermögen,

- die Inkubationszeit und die Virulenz.

● Diese Eigenschaften entscheiden über die Infektiosität eines

Erregers,

- d. h. kann er überhaupt infizieren,

- geschieht dies häufig oder eher selten.

- werden die Erreger oral, aerogen, über die Haut, Schleimhaut, über

Wunden, Stiche oder Bisse oder diaplazentär

aufgenommen.

Mögliche Auswirkungen auf die Gesundheit von

Mensch und Tier

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Bewertung von Gesundheitsrisiken

● Risiko wird definiert als die Möglichkeit des Zusammentreffens

irgendeiner Form des Leids, des Verlustes oder Schadens.

● die FAO/WHO definiert „Risiko“ als die Wahrscheinlichkeit einer

gesundheitlichen Schädigung und daraus resultierender

Konsequenzen, die sich aus einer Gefahr ergibt.

● Gefahr gilt als ein Faktor von biologischer, chemischer oder

physikalischer Natur mit der Eigenschaft, eine Gesundheits-

schädigung hervorrufen zu können

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Die Risikoanalyse besteht nach FORSYTHE (2002) aus vier

Komponenten:

die Gefahrenerkennung (sie steht an erster Stelle)

die Risikoeinschätzung: sie identifiziert das Risiko und Faktoren, die es

beeinflussen

das Risikomanagement: es zeigt, wie das Risiko kontrolliert oder

verhindert werden kann;

die Risikokommunikation: sie informiert andere über das Risiko

Bewertung von Gesundheitsrisiken

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Behandlungsverfahren für Klärschlämme

● Klärschlammbehandlungsverfahren können Infektionsrisiken für

Mensch und Tier zuverlässig ausschliessen.

● Der Entwurf zur Novellierung der Klärschlammverordnung (Stand:

30.01.2013) listet Verfahren zur Reduzierung seuchenhygienischer

Risiken auf.

● Bisher gibt es allerdings nur lückenhaftes Wissen zur

Beeinflussung der Verfahren auf phytopathogene Erreger.

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A Verfahren, bei denen die erforderlichen Behandlungstemperaturen

durch Fremderhitzung erreicht werden:

● Schlammpasteurisierung

● thermische Konditionierung

B Verfahren, bei denen die erforderlichen Behandlungstemperaturen durch

Selbsterhitzung und chemische Reaktionswärme erreicht werden:

● aerob-thermophile Schlammstabilisierung

● Schlammkompostierung in Mieten

● Kompostierung von Klärschlamm in Reaktoren

● Zugabe von ungelöschtem Kalk zum Klärschlamm (Zugabe von

Branntkalk).


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C Verfahren, die zu einer ausreichenden pH-Wert-Verschiebung

führen

● Zugabe von Kalkhydrat im Zuge der Schlammbehandlung (z. B. bei

der Schlammkonditionierung)

D Verfahren, die durch langfristige Aufbewahrung zu einer Reduktion

der Schadorganismen führen.

● Langzeitlagerung von Nassschlamm und von entwässertem

Schlamm Klärschlammbehandlung in Pflanzenbeeten

E Trocknungsverfahren

● die Hochtemperaturtrocknung (HTP)


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Aktuelle Situation zum Klärschlamm

● In Erinnerung an die „EHEC-Situation“ im Jahre 2011 (60

Todesfälle) muss davon ausgegangen werden, dass die

Möglichkeit der Verbreitung von Infektionserregern für Mensch und

Tier, insbesondere bei der landwirtschaftlichen

Klärschlammverwertung, auch der Gülledüngung und der

Verwertung nicht hygienisierten Gärreste permanent besteht.

● Es werden nachfolgend Szenarien zur Gestaltung einer

zukünftigen organischen Düngerverwertung dargestellt, die

insbesondere den Schutz der Umwelt vor der vermeidbaren

Kontamination mit Erregern bei der Klärschlammanwendung zum

Ziel haben.

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● Die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlämmen sollte nur

dann erfolgen, wenn zuvor eine Reduzierung der Schadorganismen

im Klärschlamm stattgefunden hat.

● Dies insbesondere vor Hintergrund eigener Versuche zum möglichen

Eindringen von Salmonellen über die Wurzelhärchen in die Pflanze.

● Auch andere human- und tierpathogene Erreger können bei

entsprechenden Voraussetzungen über die Wurzeln aus den

organischen Düngern und Klärschlämmen bzw. dem Boden

aufgenommen werden.

● Welche Faktoren diese Vorgänge grundlegend beeinflussen, muss

noch in bereits formulierten Forschungsvorhaben erarbeitet

werden.


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● In einer Gefährdungsbeurteilung wurden Klärschlämme, Gülle und

Gärreste in Risikoklasse III eingestuft („größtes Risiko“)

● Aufgrund dieser Risikobeurteilung sollten Klärschlämme vor der

landwirtschaftlichen Verwertung grundsätzlich einer

Behandlungspflicht zur Hygienisierung unterworfen werden.

● Die Behandlungspflicht könnte allerdings entfallen, sofern eine

regelmäßige Qualitätsüberwachung durch die Teilnahme an einer

Gütesicherung mit ergänzenden mikrobiologischen Untersuchungen

erfolgt und „Richtwerte“ für Salmonellen und E. coli unterschritten

sind.


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Wie könnte die „Richtwertregelung aussehen ?

● in vier von fünf Proben max. 100 Salmonellen in 1 g (1 x 102 KBE/g)

● der Höchstwert darf in einer Probe max. 500 betragen (5 x 102

KBE/g).

● Wird der Höchstwert überschritten, empfiehlt sich entweder eine

hygienisierende Behandlung des Schlammes oder eine

kontaminationsfreie Lagerung von bis zu 6 Monaten.

● Vor der landwirtschaftlichen Verwertung des gelagerten Schlammes

muss eine erneute quantitative Untersuchung auf Salmonellen

durchgeführt werden.

● Die Anzahl an Escherichia coli soll maximal 1.000 KBE/g (1 x 103

KBE/g) Klärschlamm betragen.


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Vor dem Hintergrund des neuen Tiergesundheitsgesetzes (am 27. Mai 2013

verkündet !), das zunehmend auf Erhaltung der Tiergesundheit durch

Vorbeugung abzielt, hat die „Hygiene“ aktuelle Bedeutung erfahren.

Dementsprechend müssen alle Möglichkeiten für Maßnahmen zur Sicherung

der hygienischen Unbedenklichkeit durch Behandlung und Überwachung der

organischen Dünger bei der Herstellung, Abgabe und Verwertung genutzt

werden. Zu diesem Zweck ist auch das Düngemittelrecht gefordert.

Folgende Handlungsempfehlungen lassen aus Ergebnissen eines

Forschungsvorhabens der Universität Hohenheim (2013) ableiten:

Aktuelle Situation zu organischen Düngern

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● Die Abgabe oder Aufbringung risikobehafteter organischer Dünger wie der

Gülle und entsprechender Düngemittel fäkaler tierischer und menschlicher

Herkunft auf die Bodenfläche ist nur zulässig, wenn ihre hygienische

Unbedenklichkeit durch die Anwendung eines wirksamen

Behandlungsverfahrens nachgewiesen wurde.

● Die Behandlungspflicht z.B. bei Vergärung von Gülle in Biogasanlagen ist

insbesondere dann geboten, wenn regional Gülle- und Nährstoffüberschüsse

anfallen und in andere Regionen transportiert werden müssen. Hierbei ist die

Voraussetzung, dass die Biogasanlage entweder eine Vollstromhygienisierung

(Pasteurisierung aller Substrate incl. Gülle) oder thermophile Fahrweise

entsprechend den Vorgaben der BioAbfV betreibt (Behandlungspflicht –

„Hygienisierungsbonus“).


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Zur Erleichterung der Überwachung für Düngemittel wie Gülle aus

Biogasanlagen und Gärreste, die in Verkehr gebracht werden, könnten

Erleichterungen hinsichtlich des Einzelnachweises der hygienischen

Unbedenklichkeit gewährt werden, wenn eine regelmäßige

Qualitätsüberwachung durch die Teilnahme an einer Gütesicherung

mit ergänzenden mikrobiologischen Untersuchungen erfolgt und die

jeweils vorgegebenen mikrobiologischen Richtwerte eingehalten werden

(Untersuchungspflicht - „Erleichterungsbonus“).

„Zusammenwirken von Düngemittel- und Klärschlammverordnung“

(siehe Vortrag J. Schäfer)


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Anmerkung:

Nachdem die Bund/Länder-Arbeitsgruppe zur Strompreissicherung im

EEG nun fünf Mal getagt und nach der Sitzung am 19. März 2013

beschlossen hat u.a. die bereits rechtlich verbindlich zugesagten

Vergütungen für Bestandsanlagen nicht nachträglich zu kürzen, sollte

spätestens vor Beginn der nächsten Legislaturperiode, wenn eine

grundlegende EEG-Reform in Angriff genommen werden soll, darauf

eingewirkt werden, in den Güllebonus einen zusätzlichen

„Hygienebonus“ zu integrieren bzw. einen eigenständigen

„Hygienebonus“ zu schaffen, damit jene Biogasanlagenbetreiber eine

notwendige und auch berechtigte Zulage bekommen, die

seuchenhygienisch unbedenkliche Gärreste produzieren, entweder

durch eine Vollstromhygienisierung, oder durch das Betreiben einer

thermophilen Anlage bzw. Kompostierung der separierten Gärreste,

und damit eine nachhaltige Landwirtschaft und einen aktiven Umwelt-

und Verbraucherschutz praktizieren.


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Zusammenfassung

● Eine Gefährdungsbeurteilung zur landwirtschaftlichen

Klärschlammverwertung hat ergeben, dass aus seuchen- und

phytohygienischer Sicht Klärschlämme neben anderen kritischen

organischen Düngern (Gülle und Gärreste) einer Behandlung zum

Zwecke der Hygienisierung unterzogen werden sollten.

● Diese Forderung könnte in einer Änderungsverordnung zur

Düngemittelverordnung formuliert werden.

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bis die Gesetzgebung reagiert, sollten zukünftig nur qualitätsgesicherte

Klärschlämme landwirtschaftlich verwertet werden die:

1. auf Salmonellen qualitativ und quantitativ mit Richtwertregelung untersucht sind

und

2. Maßnahmen zum Arbeitsschutz beim Handling von Klärschlamm berücksichtigt

sind sowie

3. Anwendungskonzeptionen beachtet werden und die Sicherstellung der

ordnungsgemäßen Ausbringung und Einarbeitung gewährleistet ist.

Zusammenfassung

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Danksagung

Besten Dank für

Ihre Aufmerksamkeit

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