Biologische Stallluftfaktoren

Die biologischen Stallluftfaktoren beinhalten Staub und die in der Stallluft vorkom-menden Mikroorganismen, wie Bakterien, Hefen, Pilze und Viren. Hinzu kann eine Vielzahl von Staubinhaltsstoffen des Staubes mit biologischer Wirkung kommen.

2.1.1.2.1 Staub

Zum weitaus größten Teil entstammt der Stallstaub dem Futter (PEARSON u.

SHARPLES 1995), von den Oberflächen der Tiere in Form von Hautschuppen, Haa-ren, Federn und Schmutz, getrockneten Kot- und Harnpartikeln sowie

gegebenen-falls dem Einstreumaterial, zu kleinen Teilen vom Abrieb von Boden und anderen baulichen Einrichtungen des Stalles (AENGST 1984). Ein geringer Anteil an Staub gelangt auch über die Zuluft in den Stall. Auch die im Stall vorkommenden Mikroor-ganismen können als Staubpartikel betrachtet werden, wenn sie abgestorben sind (DONHAM 1989).

Die Staubmengen in der Stallluft können in weiten Grenzen schwanken. Dies hängt von der Tierart, dem Aufstallungssystem, der Fütterung, der Lüftungsart- und Intensi-tät, dem Vorhandensein von Einstreu, der Tageszeit, dem Tieralter und weiteren technischen wie biologischen Faktoren ab. Übersichten finden sich bei HARTUNG (1997) und bei TAKAI et al. (1998). Die Tabelle 4 zeigt eine Literaturübersicht zu ty-pischen Staubkonzentrationen in verschiedenen Formen der Geflügelhaltung.

Zur stofflichen Zusammensetzung des Staubes in Geflügelställen liegen nur wenige Befunde vor. In Geflügelstallstaub werden regelmäßig hohe Rohproteinmengen bis 50 % angetroffen (HARTUNG 1992). AENGST (1984) hat im Schweinstallstaub über 24 % Gesamtprotein, ZEITLER (1988) über 26 % Gesamtprotein im Pferdestallstaub, gefunden. Auf die Trägerfunktion der Staubpartikel wurde schon weiter oben hinge-wiesen.

2.1.1.2.1.1 Partikelzahlen

Die Anzahl der Staubpartikel in der Luft von Geflügelställen wurde bislang nur in ge-ringem Umfang gemessen. Es wird geschätzt, dass Stallluft (Geflügel) etwa 100.000 Partikel/l enthalten kann (HILLIGER 1990). Es wird gelegentlich postuliert, dass es eine Beziehung zwischen den Partikelzahlen in der Luft von Ställen und den luftge-tragenen Keimzahlen gibt, da der Staub eine wesentliche Trägerfunktion für Keime ausübt. Korrelationsberechnungen sind bislang allerdings wenig erfolgreich gewesen (ZUCKER u. MÜLLER 2000a).

MISSEL (1999) zeigte jedoch, dass es eine hohe Korrelation zwischen den Zahlen von Aktinomyzeten und Partikeln in der Luft der Anlieferungsbereiche von Biokom-postieranlagen gibt. Diese Keimart dominiert bei weitem das Spektrum der luftgetra-genen Keime in diesen Anlagen. Bei Auswahl für Aktinomyzeten relevanter Partikel-größenklassen wurden regelmäßig Bestimmtheitsmaße = R²

(Korrelations-koeffizienten) von besser als 0.8 erreicht (MISSEL 1999, MISSEL u. HARTUNG 2005).

In Nutztierställen wurde diese Technik bislang noch nicht eingesetzt, so dass es an-gebracht erschien, dies auch in Geflügelställen zu prüfen.

Besonders den feinen, alveolengängigen Staubpartikeln mit Durchmessern von unter 5 µm, die bis tief in die Lunge eindringen und dort Erkrankungen auslösen können, wird eine erhebliche gesundheitliche Bedeutung zugeschrieben, zumal die Staubpar-tikel Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze und Viren sowie weitere Stoffe wie z.

B. Endotoxine oder Antibiotikarückstände von Behandlungen erkrankter Tiere enthal-ten können. Während Antibiotikarückstände in Eiern oder im Fleisch eher für den Menschen als Verbraucher im Hinblick auf die mögliche Ausbildung von Antibiotika-resistenzen diskutiert werden, spielen diese für Gesundheit und Wohlbefinden der Tiere wohl kaum eine Rolle. Von größerer Bedeutung sind da die Endotoxine, die sowohl bei Tier und Mensch eine erhebliche gesundheitliche Wirkung erzielen kön-nen (RADON et al. 2001, 2003). Für Tiere findet sich eine Übersicht bei SEEDORF und HARTUNG (2002), und WANG et al. (2003).

2.1.1.2.1.2 Grenzwerte für Stallstaub

Es gibt derzeit keinen eigenen Staubgrenzwert für die Tierhaltung. Der für den Men-schen geltende MAK-Wert (DFG 2005) wird mit 4 mg/m³ Luft für Gesamtstaub und 1,5 mg/m³ Luft für Feinstaub angegeben. Er ist nur bedingt auf die Situation der Tiere übertragbar, da die Tiere nicht nur 8 Stunden der Stallatmosphäre ausgesetzt sind;

hinzu kommt, dass der Stallstaub, anders als an vielen Plätzen der industriellen Ar-beitswelt, zu etwa 90% aus organischem Material besteht (AENGST 1984, HAR-TUNG 1986).

Trotz zahlreicher Fortschritte bei der Untersuchung des Luftstaubes in verschiedenen Tierställen ist es bislang nicht gelungen einen Stallstaubgrenzwert zu definieren.

Auch Vorschläge von DONHAM (1989), ANONYM (1990), SEEDORF und HAR-TUNG (2002) sind bislang nicht über das Diskussionsstadium hinaus gekommen.

Dies liegt zum einen daran, dass die Bedingungen in der modernen Nutztierhaltung mit Aktivitäts- und Ruhephasen, verschiedenen Aufstallungs-, Lüftungs-, Fütterungs- und Entmistungsverfahren zu komplex sind, um sie in einer einzelnen Formel

hinrei-chend sicher abbilden zu können. Zum anderen liegt nicht genügend belastbares Datenmaterial aus Untersuchungen zur Höhe der Staubbelastung in Tierställen, und besonders in Geflügelställen, vor. Daher ist es notwendig, mit standardisierten Me-thoden solche Messungen über Jahreszyklen hinweg durchzuführen.

2.1.1.2.2 Luftkeime (Belebte Partikel)

Alle Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen und Pilze, die in der Luft vorkommen, werden als belebte Partikel der Luft bezeichnet, auch Viren werden darunter oft ein-geschlossen (HILLIGER 1990). Quellen der Mikroorganismen sind Haut und Federn der Tiere selbst, Fäkalien sowie Einstreu und Futter (HARTUNG u. WHYTE 1994).

Die Keimflora in der Stallluft setzt sich aus Staphylokokken (etwa 60%), Streptokok-ken (30 %), Pilzen, Sporenbildnern und wechselnden Zahlen anderer Mikroorganis-men wie z.B. Enterobakterien zusamMikroorganis-men (HARTMANN 1980, HARTUNG u. WHYTE 1994).

Der größte Teil der Mikroorganismen befindet sich an Staubpartikel gebunden in der Luft (SEEDORF u. HARTUNG 2002).

2.1.1.2.3 Endotoxine in der Stallluft

Endotoxine sind Bestandteile der Zellwand Gram-negativer Bakterien wie z.B. E. coli, Salmonella, Pseudomonas, Shigella, Neisseria, Haemophilus und einiger anderer Bakterienarten. Sie bestehen aus einem Lipopolysaccharid - Komplex und werden nach dem Zerfall der Zellmembranen freigesetzt (RIETSCHEL et al. 1993, HAR-TUNG u. SEEDORF 1999a u.1999b, ZUCKER et al. 2000b). Im Stall kommen sie meist an Stäube gebunden vor. Über ihre gesundheitliche Bedeutung entscheidet ihre biologische Aktivität. Diese kann sehr unterschiedlich sein. Die chemisch-analytische Feststellung der Lipopolysaccharid-Konzentration ist nicht gleichbedeu-tend mit der Wirkung. Zur Feststellung der biologischen Wirkung wird daher der Li-mulus-Amöbozyten-Lysat-Test (LAL-Test, Biowhittaker, Maryland, USA) benutzt. Die ET sind gegenüber äußeren Einflüssen sehr widerstandsfähig und ihre biologische Aktivität kann über viele Jahre erhalten bleiben (ZUCKER u. MÜLLER 2004).

Eigene Erfahrungen zeigten, dass ET an Glasoberflächen auch Temperaturen von 250 °C über 10 Minuten überstehen können.

Bei Tieren lösen Endotoxinkonzentrationen in der Einatemluft ab 0,3 µg/m³ Atem-wegsveränderungen bei Ratten aus (GORDON u. HARKEMA 1994). Zumindest wird davon ausgegangen, dass zu hohe ET-Konzentrationen zu Lungenveränderungen beitragen können. DONHAM (1989) errechnete aus epidemiologischen Untersu-chungen einen Wert von 150 EU oder 18,75 ng/m³ Stallluft, der nicht überschritten werden sollte, um Lungenerkrankungen bei Schweinen zu vermeiden. Für Geflügel gibt es keine vergleichbaren Überlegungen, wenn man von dem Vorschlag von DONHAM et al. (1999) absieht, der einen Luftbelastungsindex für Geflügel vor-schlägt, in dem Ammoniak, Staub und Endotoxine gewichtet zu einer Indexzahl ver-rechnet werden, mit der man Ställe vergleichend beurteilen kann:

Vorschlag von DONHAM (1999) Gesamtstaub 2,4 mg/m³ Feinstaub 0,16 mg/m³

Gesamtendotoxin 614 EU/m³

Alveolengängige Endotoxin 0,35 EU/m³ Ammoniak 11ppm

2.2 Quantitative Angaben zu Gasen und Bioaerosolkomponenten