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FACHSYMPOSIUM SICHERE LEBENSMITTEL - ERNÄHRUNGSSICHERUNG & ERNÄHRUNGSSICHERHEIT, AGES LINZ, 30.Juni 2011 Vortrag: Karl Aichberger, Leiter des Zentrums für Analytik und Mikrobiologie (AGES Linz, Landwirtschaft)
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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
www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit
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)
www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit
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
www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit
Soil Surveys in Austria
www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit
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
www.ages.at SICHERE LEBENSMITTEL Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit
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
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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
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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
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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
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Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in Abhängigkeit von der Sorte
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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
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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
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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)
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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
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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
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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:
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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
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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
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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
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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)
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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
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Soil Surveys in Austria
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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
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Schwermetallgehalte in Wirtschaftsdüngern (mg/kg)
0
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Rindermist Schweinemist Geflügelmist Rindergülle Schweinegülle
Zn Cu Ni Cr Pb Cd
1270730
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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
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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
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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
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0,05
0,02 0,02
0,001
0,01
0,1
1
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Mo Zn Cd Mn Cu Tl Ni Co Hg Pb Cr V
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Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in Abhängigkeit von der Sorte
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Häufigkeitsverteilung der Pb- und Cd- Gehalte von Futtermittelkontrollproben
15,00
14,00
13,00
12,00
11,00
10,00
9,00
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3,00
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PB
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it
200
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Std.abw. = 2,27 Mittel = 1,73
N = 311,00
5,00
4,50
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3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
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,500,00
Häu
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Std.abw. = ,73 Mittel = ,40
N = 311,00
Blei Cadmium
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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
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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)
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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
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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
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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
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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:
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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