Mögliche Eintrittswege von Chlorat in die Pflanze

Aktuelles
Dr. Mareile Zunker, Jana Reetz und Tilo Lehneis
Mögliche Eintrittswege von Chlorat in die Pflanze
In den Jahren 2012 und 2013 hatte das Chemische und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Stuttgart
Perchlorat-Rückstände in pflanzlichen Lebensmitteln entdeckt. Daraufhin entwickelte das CVUA
Stuttgart eine Methode, mit der auch Chlorat-Rückstände in Lebensmitteln schnell und einfach
nachgewiesen werden können. Im Rahmen eines landesweiten Monitorings im Jahr 2013 wurden bei
etwa 25 % aller Proben (n= 1087) pflanzlichen Ursprungs Chlorat-Rückstände nachgewiesen [1]. Die
höchsten Gehalte wurden in Bohnen, Brokkoli, Basilikum und Koriander aus Kambodscha und in
Chilischoten aus Uganda gemessen. Bei einheimischen Erzeugnissen wurden Rückstände zunächst
hauptsächlich in Salaten gefunden; mittlerweile liegen Erkenntnisse zu Chlorat-Gehalten bei einer
Vielzahl an Kulturen, u.a. bei Importware, vor.
C
Bei einheimischen
Erzeugnissen wurden
Chloratrückstände zuerst
in Salaten gefunden.
Bild: S. Mezger
hlorate sind Salze der Chlorsäure, die beispielsweise in chloriertem Wasser enthalten
sind. Sie entstehen z. B. als Nebenprodukt, wenn
Leitungswasser im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung mit chlorhaltigen Mitteln (z. B. Natriumhypochlorit) behandelt wird. In der Vergangenheit wurden Natrium- und Kaliumchlorat als
Totalherbizid zur Unkrautbekämpfung eingesetzt.
Seit dem 10. Mai 2010 ist in der Europäischen
Union die Anwendung von Chloraten als Pflanzenschutzmittelwirkstoff oder Biozidprodukt
nicht mehr zulässig. Da Natriumchlorat lebensmittelrechtlich als „Pflanzenschutzmittelwirkstoff“ eingestuft wird, der keine Zulassung mehr
hat, gilt der allgemeine Pflanzenschutzmittelrückstands-Standardhöchstgehalt von 0,01 mg/kg für
die Erzeugnisse des Anhangs I der Verordnung
(EG) Nr. 396/2005 [2].
Lebensmittel, deren Chlorat-Gehalt über diesem
Höchstgehalt liegt, dürfen nach dem deutschen
Lebensmittelgesetz nicht in den Verkehr gebracht
werden. Moderne Analysegeräte sind inzwischen
in der Lage, solche geringen Rückstandsmengen
problemlos nachzuweisen: 0,01 mg/kg entspricht
einem Stück Würfelzucker, das in einem Schwimmbecken von 20 m Länge, 10 m Breite und 1,50 m
Tiefe aufgelöst wird.
Doch wie gelangt das Chlorat in die Pflanzen? Um
die Ursachen und die Eintrittswege von Chlorat in
Wasser, Böden und Pflanzen zu ergründen, hat
das LTZ Augustenberg 2014 sowohl eine VorOrt-Fundaufklärung in Gartenbaubetrieben als
auch zwei Exaktversuche im Forschungsgewächshaus durchgeführt.
8
Vor-Ort-Fundaufklärung
In sechs ausgewählten Gemüsebaubetrieben Baden-Württembergs, erfolgte eine Beprobung von
verschiedenen Kulturen wie Basilikum, Fruchtgemüse (Tomate, Gurke), Kohlgemüse, Salat-Arten,
Sprossgemüse, Wurzel- und Knollengemüse in
unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Auf
Chlorat-Rückstände untersucht wurden jeweils
alle im Produktionsprozess befindlichen Erden
und Kultursubstrate, Düngemittel und Nährlösungen, aber auch Beregnungs- und Bewässerungswasser sowie verschiedene Pflanzenteile
(Blätter, Früchte).
Ergebnisse
Als mögliche Eintragspfade in Gemüsekulturen
wurden handelsübliche Düngemittel und überwiegend Produktionswasser (Trink- und Beregnungswasser) festgestellt. Die Chlorierung von Trinkwässern erfolgt in der Regel bereits im Rahmen
der Trinkwasseraufbereitung zur Gewährleistung
der hygienischen Anforderungen.
In einem Betrieb ließen sich erhöhte Chlorat-Gehalte in Kohlrabi auf die Beregnung der Freilandkultur mit belastetem Wasser zurückführen. Die
Rückstandsbelastung innerhalb des Pflanzengewebes (Vergleich Blatt zu Knolle) wies auf einen
Anreicherungsprozess von Chlorat im Speicherorgan, der Sprossknolle, hin. Die Werte bei erntereifem Feldsalat aus dem Freiland lagen bei Chlorat um den Faktor 1,5 und bei Perchlorat um den
Faktor 2 höher als im Gewächshausanbau. Die
unterschiedliche Zusammensetzung der WasserLandinfo 4 | 2015
Aktuelles
qualitäten könnte Ursache für diese variierenden
Belastungen sein. Beim Fruchtgemüse Zucchini
wurden 0,059 mg/kg Chlorat und 0,118 mg/kg
Perchlorat festgestellt. Das zur Produktion verwendete Brunnenwasser war mit geringen Konzentrationen an Chlorat (0,008 mg/kg) und Perchlorat (0,002 mg/kg) belastet. Da die eingesetzten Düngemittel keine Chlorat- bzw. PerchloratGehalte aufwiesen, ist die Belastung des
Produktionswassers als Ursache für die Gehalte in
den Zucchinifrüchten anzusehen.
Als ein weiterer Eintragspfad für Chlorat konnte
der Einsatz von Chlordioxid-Desinfektionsanlagen in der Jungpflanzenanzucht ermittelt werden.
Diese Anlagen werden vorbeugend zur Verhinderung des Auftretens phytosanitärer Schaderreger
eingesetzt. Erfolgt die Bewässerung der Jungpflanzen mit Chlordioxid-haltigem Wasser, so
wurden erhöhte Chlorat-Gehalte im Substrat, sowie im Pflanzengewebe nachgewiesen (Tab. 1).
Die Bewässerung der Jungpflanzen erfolgte mit
einem Gießwagen über Kopf. Chlorat wurde aktiv
über die Wurzeln aller Gemüsejungpflanzen aufgenommen und andererseits fand eine Ablagerung des Gießwassers auf der Blattoberfläche
statt. Aufgrund der vorhandenen Blattmasse im
Jungpflanzenstadium wird bei jedem Gießvor-
gang das Substrat mit Chlorat-haltigem Wasser in
Verbindung gebracht, wodurch die hohen Chlorat-Gehalte zu erklären sind. Die Chlorat-Belastung der Jungpflanzen, die mit Chlordioxid-behandeltem Wasser gegossen wurden, liegt im
Milligramm-Bereich (0,97 - 3,48 mg/kg Rucola
bzw. Feldsalat). Die hohe Belastung bei Salat- und
Basilikum-Jungpflanzen ist aufgrund der kurzen
Kulturzeit von wenigen Wochen beim Produzenten als kritisch zu bewerten, wohingegen die Belastung der Kohl-Jungpflanzen mit Chlorat
(1,66 mg/kg) aufgrund des hohen Massezuwachs
während des länger andauernden Kulturzeitraumes bis zur Ernte (ca. 2,5 Monate nach Lieferung)
nach derzeitigem Kenntnisstand als weniger kritisch bewertet wird. In diesem Zeitraum beeinflussen Niederschläge und Bewässerung den weiteren Chlorat-Gehalt in der Pflanze. Es ist daher
davon auszugehen, dass sich die Chlorat-Gehalte
bei Kohl bis zum Erntezeitpunkt reduziert haben.
Exakt-Versuch 2014 im Gewächshaus
– Untersuchung zur Aufnahme von
Chlorat in die Pflanze
Um das Verhalten von Chlorat im Boden und seine Aufnahme durch Pflanzen herauszufinden,
wurden handelsübliche Salat- und Basilikumjung-
Bewässerung ohne
Chlordioxid
Bewässerung mit
Chlordioxid
Chlorat (mg/kg)
Chlorat (mg/kg)
Brunnenwasser
0,014
Regen- und Brunnenwasser
0,004
Betriebswasser
0,560
Rucola
< BG
0,970
Feldsalat
< BG
3,480
Weißkohl
0,624
1,660
Kopfsalat
< BG
1,850
Basilikum
< BG
2,260
Erdpresstöpfe Rucola
< BG
0,087
Erdpresstöpfe Feldsalat
< BG
0,144
Erdpresstöpfe Weißkohl
< BG
< BG
Erdpresstöpfe Kopfsalat
< BG
0,122
Erdpresstöpfe Basilikum
< BG
0,439
Ausgangssubstrat
Tabelle 1
Chlorat-Gehalte in
Jungpflanzen, ohne bzw. mit
Chlordioxid-haltigem Wasser
bewässert, sowie die
Chlorat-Gehalte der zur
Jungpflanzenanzucht
eingesetzten Produktionsmittel Wasser, Substrat und
Düngemittel
(< BG = kleiner
Bestimmungsgrenze).
< BG
Dünger 1 (Einsatz bei Kohl)
22,6
Dünger 2 (Einsatz bei Kohl)
< BG
Dünger 3
< BG
Dünger 4
< BG
Dünger 5
< BG
Landinfo 4 | 2015
Ursachen für die erhöhten
Chloratgehalte sind
belastetes Produktionswasser und ChlordioxidDesinfektionsanlagen bei
der Jungpflanzenanzucht.
9
Aktuelles
Wasser. Während des Versuchszeitraums wurden
keine weiteren Handelsdünger verwendet.
Beprobt wurden ungedüngte Jungpflanzen zu
Versuchsbeginn und Pflanzen zur Erntereife. Das
Prozesswasser, die Substrate und Pflanzen (Blatt)
wurden auf Chlorat- und Perchlorat-Rückstände
analysiert.
Die Rückstandsuntersuchungen zeigten, dass das
Chlorat direkt in die Pflanzen eingelagert wurde
und keine Anreicherung im Substrat stattfand. Die
Aufnahme erfolgte proportional zur zugegebenen
Chlorat-Menge (Abb. 1).
Abbildung 1
Aufnahme von Chlorat in
mg/kg in Kopfsalat pro Topf
(Gewächshaus).
pflanzen in Töpfen mit gängigen Kultursubstraten angezogen. Es wurden pro Kultur 10 Pflanzen
in drei Wiederholungen getopft.
Vor Versuchsbeginn wurden die zugekauften
Jungpflanzen, die Substrate und das Gießwasser
auf Chlorat und Perchlorat untersucht, um
Fremdeinflüsse auszuschließen. Dies war nur in
Spuren der Fall und konnte vernachlässigt werden.
Es konnte somit sichergestellt werden, dass spätere Rückstandsfunde auf das zugegebene Chlorat
im Versuchsverlauf zurückzuführen waren.
Abbildung 2
Basilikum neun Tage nach
Chlorat-Behandlung mit
0,1 mg/l Chlorat.
Bild: Lehneis, LTZ
Die Pflanzen wurden während der Kulturzeit mit
Kaliumchlorat-Lösungen in unterschiedlichen
Konzentrationen (0 / 0,01 / 0,1 / 0,5 mg/l) gegossen. Die Kontrollvariante erhielt entionisiertes
In den beiden höchsten Chlorat-Konzentrationen
von 0,1 und 0,5 mg/l kam es bereits nach wenigen
Tagen zu Pflanzenschäden (Abb. 2). Diese Chlorosen konnten unter Praxisbedingungen allerdings
nicht beobachtet werden. Eine mögliche Erklärung dafür ist die Beteiligung andere Anionen unter natürlichen Bedingungen, wie z.B. Nitrat oder
Chlorid.
Fazit Vor-Ort-Fundaufklärung
Eine Eintragsursache für Chlorat war der Einsatz
von Desinfektionsanlagen bei der Pflanzenanzucht. Die Jungpflanzen waren dadurch im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle mit Chlorat
belastet. Vor diesem Hintergrund sollte auf alternative Desinfektionsmaßnahmen zurückgegriffen
werden, wie z. B. eine kurzzeitige thermische Erhitzung auf 80 °C. Eine unsachgemäße Anwendung von Chlorat als Pflanzenschutzmittelwirkstoff wurde in keinem Fall nachgewiesen.
Fazit Untersuchung zur Aufnahme
von Chlorat in die Pflanze
(Gewächshaus)
Chlorat wurde je nach Konzentration nahezu vollständig von der Pflanze aufgenommen und nicht
im Boden angereichert. Pflanzen, die mit Chlorathaltigem Wasser gegossen wurden, zeigten Chlorosen und andere Schädigungen. Jeweils in den
beiden höchsten Dosierungen mit 0,1 und
0,5 mg/l kam es bereits nach wenigen Tagen zu
Schäden. Vergleichbare Symptome konnten in
Praxisbetrieben nicht festgestellt werden. Da unter natürlichen Bedingungen weitere Anionen, wie
z. B. Nitrat und Chlorid vorhanden sind, wird vermutlich kaum Chlorat aufgenommen, und so
möglicherweise dadurch keine Pflanzenschäden
entstehen können.
10
Landinfo 4 | 2015
Aktuelles
Weiterführende Untersuchungen im
Forschungsgewächshaus des LTZ
Um den Abbau der Chlorat-Gehalte in verschiedenen Gemüse-Jungpflanzen bis zum kulturspezifischen Erntezeitpunkt überprüfen und daraus
Empfehlungen für die Praxis ableiten zu können,
wurde in 2015 ein weiterer Gewächshausversuch
beim LTZ Augustenberg durchgeführt. Der Chlorat-Folgeversuch basiert auf einer Chlorat-freien
Weiterkultivierung von Jungpflanzen, die während der Anzucht ohne bzw. mit Chlordioxidhaltigem Wasser über Kopf bewässert wurden.
Ziel des Versuches ist es, abschließend eine Einschätzung der langjährig im Gartenbau, u.a. für die
Jungpflanzenproduktion, empfohlenen Desinfektionsanlagen auf der Basis von Chlordioxid in Bezug auf die aktuell diskutierten Chlorat-Gehalte in
Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft vornehmen
zu können. Bis eine abschließende Bewertung dieses Versuches vorliegt, wird der Einsatz alternativer Maßnahmen zur Desinfektion empfohlen, wie
z.B. eine kurzzeitige thermische Erhitzung des
Wassers auf 80 °C.
Bewertung von Chlorat auf EU-Ebene
Für Wirkstoffe ohne Zulassung gilt nach Verordnung (EG) Nr. 396/2005 [2] ein allgemeiner
Pflanzenschutzmittelrückstands-Standardhöchstgehalt von 0,01 mg/kg Frischgewicht für Lebensmittel, unabhängig von der Herkunft des Rückstands. Auf Grund der Nachweise von Chlorat in
höheren Konzentrationen, befasst sich die Europäische Kommission bereits längere Zeit mit dem
Thema. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat im Juni 2015 eine Risikobewertung für Chlorat in Lebensmitteln veröffentlicht [3]. Darin wird für das chronische Risiko
ein TDI von 0,003 mg/kg Körpergewicht und für
das akute Risiko ein ARfD von 0,036 mg/kg Körpergewicht genannt. Wegen der geänderten toxikologischen Einschätzung sind nach Mitteilung
des Bundesministeriums für Ernährung und
Landwirtschaft (BMEL) vom 26.06.2015 die vorläufigen Aktionswerte, die der Ständige Ausschuss
den Mitgliedstaaten als Grundlage für Überwachungsmaßnahmen empfohlen hatte, nicht mehr
anzuwenden. Stattdessen gilt der Höchstgehalt
von 0,01 mg/kg unabhängig von der Herkunft des
Rückstands und es ist unter Anwendung der
ARfD von 0,036 mg/kg und von EFSA-PRIMo
(pesticide residue intake model) im Einzelfall zu
prüfen, ob darüber hinaus nach Verordnung (EG)
Nr. 178/2002, Art. 14 [4], ein nicht sicheres LeLandinfo 4 | 2015
bensmittel vorliegt. Die Kommission wird voraussichtlich zeitnah konkrete Höchstgehalte festsetzen, so dass die chronische Chlorat-Exposition
minimiert und der ADI-Wert von allen Verzehrsgruppen eingehalten wird.
Für Säuglingsnahrung gemäß Richtlinie
2006/125/EG und Richtlinie 2006/141/EG gilt
weiterhin der in der Diätverordnung [5] umgesetzte Höchstgehalt von 0,01 mg/kg für das verzehrsfertige Erzeugnis unabhängig von der Herkunft
des Rückstands.
Literatur
[1] Kaufmann-Horlacher, I., Scherbaum, E.,
Stroher-Kolberg, D. und Wildgrube, C. (2014)
Herkunft unbekannt: Rückstände von Chlorat in
pflanzlichen Lebensmitteln. Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart. Internetbeitrag vom 10.03.2014, aktualisiert am 27.06.2014.
http://www.cvuas.de/pub/beitrag.
asp?subid=1&Thema_
ID=5&ID=1852&lang=DE&Pdf=No (aufgerufen am 08.08.2014).
Dr. Mareile Zunker
LTZ Augustenberg
Tel. 0721/ 9468-442
[email protected]
[2]Verordnung (EG) Nr. 396/2005 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Februar
2005 über Höchstgehalte an Pestizidrückständen
in oder auf Lebens- und Fut-termitteln pflanzlichen und tierischen Ursprungs und zur Änderung
der Richtlinie 91/414/EWG des Rates. ABl. L 70
vom 16.3.2005. http://eur-lex.europa.eu/legalcontent/DE/TXT/?uri=URISERV:l21289 (aufgerufen am 12.08.2015).
[3] Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) Stellungnahme „Chlorat in Lebensmitteln: Risiken für öffentliche Gesundheit“ vom
24. Juni 2015. http://www.efsa.europa.eu/de/
press/news/150624a (aufgerufen am 07.09.2015).
Jana Reetz
LTZ Augustenberg
Tel. 0721/ 9468-440
[email protected]
[4] Verordnung (EG) Nr. 178/2002 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 28. Januar
2002 zur Festlegung der allgemeinen Grundsätze
und Anforderungen des Lebensmittelrechts, zur
Errichtung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit und zur Festlegung von Verfahren zur Lebensmittelsicherheit.
[5] Verordnung über diätetische Lebensmittel (Diätverordnung) vom 20.06.1963, zuletzt geändert
am 25.02.2014. http://www.gesetze-im-internet.
de/bundesrecht/di_tv/gesamt.pdf (aufgerufen
am 07.09.2015). 
Tilo Lehneis
LTZ Augustenberg
Tel. 0721/ 9468-448
[email protected]
11

Download Report