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Biogasgewinnung –
Gefahr für die Tiergesundheit?
Helge Böhnel
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3
….. Bei Biogasanlagen mit höheren
Betriebstemperaturen (ab ca. 55 Grad) erreicht der Gärrest im Bezug auf bakterielle Belastung Badewasserqualität.…
Biogasrat, Pressemitteilung
Gärrest
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Much et al., 2004
Kultureller Nachweis
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Laborverfahren zum Nachweis von C. botulinum/Botulinumtoxin
- nicht einheitlich für alle Probenarten- viele Störfaktoren- positive Ergebnisse sind in der Regel ein Hinweis auf das Vorkommen von C. botulinum/Botulinumtoxin- negative Ergebnisse sagen aus, dass der Test ein negatives Ergebnis gebracht hat ohne das Vorkommen von C. botulinum/Botulinumtoxin auszuschließen.
Untersuchungsergebnisse von Gärsubstraten
- Hinweis auf den Zeitpunkt der Probenahme- ungeeignet für Vorhersagen
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Nachweis toxigener C.-botulinum-Stämme im Kulturüberstand - ELISA
(Institut für Bakteriologie und Mykologie, Leipzig)
n BoNTA BoNTB BoNTC BoNTD BoNTE
Gärreste 66 5 7,5% 5 7,5%
18 27,3%
11 16,7%
4
6,1%
+ 43
65,1%
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Nachweis toxigener C.-botulinum-Stämme durch Toxinneutralisation/Tierversuch 2011
(Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen Göttingen)
31 Proben Gärrest
Bakterien
1 x CD 5 x unspezifisch toxisch
Toxine
3 x CD 3 x ABE 3 x unspezifisch toxisch
7 Proben Nachweis von C. botulinum
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Biogasgewinnung –
Gefahr für die Tiergesundheit?
§ Bakteriologie
§ Tiergesundheit§ Technologie der Stoffumsetzung§ Ausbringen des Digestats§ Reaktionen im und auf dem Boden
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FutteranbauWeideland Energiepflanzen
Import Futterbestandteile
Streß für landwirtschaftliche Nutztiere
Streß für Landwirte
Maschineneinsatz
Krankheitserreger
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Krankheitserreger
PrionenVirenBakterienPilzeParasiten
Mensch
monokausalmultikausal
Faktoren
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anaerob
aerob
planktonische Formen
sedentäre Formen
Biofilmbildung
Unterlage
planktonische Formen
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HOMÖOSTASE = GLEICHGEWICHT
Bakterie
Bakterie
Bakterie
Bakterie
Wirtszelle Wirtszelle
SignalmoleküleSignalmoleküle„Quorum sensing“
Homöostase = Gleichgewicht
Horizontaler Gentransfer
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Krankheitserreger § Darminhalt§ Stuhl/Kot
§ chronisch oder§ subklinisch erkrankt§ infiziert, noch nicht erkrankt§ gesund§ tot
Umwelt(Anreicherung)
Biogasanlage
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PathogeneseErregerStoffwechselprodukte (Toxine)
Erregertyp (physiologischer Zustand)
- Menge
- Aufnahmedauer
- Zielorgan
- Tierart
- Vorerkrankung
- Gesundheitszustand
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Foto: B. Neufeld
2003
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Graham und Schwarze, 1921
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Fermentertechnologie
• Temperatur• Durchmischung• Verweilzeit •Wassergehalt• Gasatmosphäre§ Mikrobiota§ Nährstoffe§ Schadstoffe
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TT TTT
TTT
T T T T T TT
T TT
Gas
Kontinuierliche Fermenterkultur
∞
Volumen
Temperatur
pH
eH
Zeit
Nährstoffe
Belüftung
Rührung
Durchfluss
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Internet: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
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Mediumbestandteile
Metaboliten
100
50
0
%
Zeit
Fermenterkultur
Kontinuierliche Kultur
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Quelle: internet
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100
50
0
Kontinuierliche Fermenterkultur
Optimierung Biogasproduktion
%
Parameter
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Internet: Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen
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Biogas
Biomaterial„hygienisiert“ Gärsubstrat
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? ??
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Cartoon: Economist Magazine 2010
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Internet: BGETEM
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Internet: BGETEM
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Foto: Umweltbund
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Foto: A. Hartmann
Boden enthält C. botulinum
Boden enthält kein C. botulinum
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air
plant
watersoil
animalmantoxin
spore
death
bacterium
Pflanze
BodenWasser
Luft
Bakterie
Biogas-
Gärrückstand
Biokompost
TierMensch
Krankheits-erreger
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Umweltkeim
• über das Tier (Zoonose)Lebensmittel (tierischer Ursprung)
• über die Pflanze (Phytonose)Lebensmittel (pflanzlicher Ursprung)
• direkter Kontakt (Anthroponose)• über Luft, Wasser, Staub
(Geonose)
Ökonose
Definition für Pflanzenpathogene ?
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Je größer die Zahl der Krankheitserreger,desto größer das Gesundheitsrisiko.
Th. Blaha, K. StöhrBundesgesundheitsblatt 1999, 42, 466-470
Zoonose-Erreger aus klinisch gesunden
Tierbeständen stellen unter den herrschenden
intensiven Bedingungen ein neu
aufkommendes Gesundheitsrisiko dar.
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Vorkommen von Botulismus und Rauschbrand 1995-2010
(Destatis 2011)
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Destatis (2011)
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- Im Biogas-Gärsubstrat können Krankheitserreger vorkommen.- Spezifität und Quantität hängen von Substrat, Prozessverfahren und spezifischer Kontrolle ab.- Risikoanalyse und Risikobewertung sind entsprechend der einzelnen Faktoren notwendig.
Zusammenfassung
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…..
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§ 44 Erlaubnispflicht für Tätigkeiten mit
Krankheitserregern
Wer Krankheitserreger in den Geltungsbereich dieses Gesetzes verbringen, sie ausführen, aufbewahren, abgeben oder mit ihnen arbeiten will, bedarf einer Erlaubnis der zuständigen Behörde.
§ 52 Abgabe
Krankheitserreger sowie Material, das Krankheitserreger enthält, dürfen nur an denjenigen abgegeben werden, der eine Erlaubnis besitzt, ….. .
Infektionsschutzgesetz
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§ 2 Begriffsbestimmungen
... (12) Gesundheitsschädlinge sind Tiere, die
Krankheitserreger ausscheiden können
§ 17 Besondere Maßnahmen
… (2) erforderlichenfalls hat die zuständige Behörde Maßnahmen … zur Vernichtung von
Gesundheitsschädlingen anzuordnen.
Infektionsschutzgesetz
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Aus: Das Schönste von Eugen Roth, Sanssouci, München 2010(Mit freundlicher Genehmigung)