Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Orientierende Untersuchungen zum Luftkeimgehalt im Umfeld von Nutztierställen eines viehstarken Gebietes in Norddeutschland

Schaper, Gudula

A one-year-study was carried out on the concentration of airborne micro-organisms in the vicinity of livestock buildings in a high-livestock area. The investigations were performed once a week (always Monday) on 8 fixed locations (Sampling Points, SP): 6 in the high-livestock area in various distances around farms (SP 2 to 7), one in centre of a small town (SP 1) about 1500 m away from livestock buildings and one in the outskirts of a large town without any great livestock influence (SP 8). The RCS sampler (impaction) and the sedimentation procedure after Koch were used to investigate airborne bacteria (total count), colifome-like bacteria and yeasts and fungi. In total 43 measuring campaigns were evaluated.   In the urban areas (SP 1 and 8) much lower values were measured than in high-livestock areas. The mean values of airborne bacteria taken by the impaction method in urban areas varied from 376 to 398 cfu/m3 air (total count, SP1 and 8) and from 677 to 1989 cfu/m3 air (SP 2 to 7) at the high-livestock locations. The usual germ content in ambient air of about 300 to 1000 cfu/m3 is regularly exceeded at SP’s 2 to 7. Enterobacteriaceae were found at concentrations of 5 to 6 cfu/m3 air (SP 1 and 8) and from 10 to 29 cfu/m3 air (SP’s 2 to 7). Yeasts and fungi varied between 64 and 83 cfu/m3 air at the SP’s 1 and 8 and from 162 to 212 cfu/m3 air at the field sampling points.   There were also large differences in the total bacteria count between rural and urban locations (SP 1 and 8: total bacteria count 414 to 962 cfu/m2/min, enterobacteriaceae  6-11 cfu/m2/min, yeasts and fungi 210 to 407 cfu/m2/min), and at the rural locations  (SP 2 to 7: total bacteria count 1351 to 2359 cfu/m2/min, enterobacteriaceae 18 to 63 cfu/m2/min, yeasts and fungi 604-1271 cfu/m2/min).   In the case of germ impaction, a seasonal influence on the readings for enterobacteriaceae and yeasts and fungi was observed, with the concentration being higher in summer. The picture for the total germ count is not uniform. For sediment germs, only the readings for yeasts and mould fungi are consistently higher in summer.   It was not possible to establish a consistent correlation between the measured values and the number of animals in the direction of the wind direction at the time, nor was it possible to identify any relationship between the concentration of germs and the density of livestock within a radius of up to 1000 m, although there was sometimes the impression of a faint correlation.   The results of this investigation indicate that high-livestock rural areas may contain an elevated level of airborne micro-organisms as compared to urban locations. Presently, it is not possible to establish a well grounded correlation between the germ concentration sampled at locations around farm animal buildings and the microbial emissions from the livestock buildings. This is mainly due to many uncertainties and a considerable lack of knowledge on the mechanisms of distribution and behaviour of bacteria in the air. There is an urgent need for more research in this field.

Es wurde eine einjährige Untersuchung zum Keimgehalt der Außenluft in einer viehstarken Region im  Umfeld von Nutztierställen durchgeführt. Die Luftkeimuntersuchungen erfolgten wöchentlich stets am gleichen Wochentag (Montag) an 8 festen Meßorten. Davon lagen 6 Meßorte in der Region im näheren oder ferneren Bereich von Ställen, einer in einer Kleinstadt (Meßort 1) der Region, mindestens 1500 m von Nutztierställen entfernt und einer am Rande einer Großstadt ohne nennenswerten Nutztiereinfluß (Meßort 8). Zur Probennahme wurde einmal der RCS Keimsammler (Impaktions­verfahren) und das Koch‘sche Absetzverfahren (Sedimentation) eingesetzt. Untersucht wurde die Luft auf die sog. allgemeine (aerobe) Keimzahl (allgemeine Gesamtkeimzahl), Enterobakterien (coliforme Keime) sowie Hefen und Pilze. Insgesamt gingen 43 Tagesmessungen in die Auswertung ein.   An den Meßorten 1 und 8 wurden deutlich niedrigere Luftkeimkonzentrationen gefunden als an den Meßorten in den viehstarken Gebieten. Die Mittelwerte der Gesamtkeimzahl (Impaktionsverfahren) variierten von 376 und 398 KbE/m3 Luft (Meßorte 1 und 8) bis 677 und 1989 KbE/m3 Luft (Meßorte 2 bis 7). Die im Bereich zwischen 300 und 1000 KbE/m3 als übliche angesehene Außenluftkeimkonzentration wird an den Meßorten 2 bis 7 regelmäßig übertroffen. Die Zahlen für die Enterobacteriaceae liegen bei 5 bis 6 KbE/m3 Luft an den Referenzmeßorten 1 und 8, und an den Feldmeßorten 2 bis 7 bei 10 bis 29 KbE/m3 Luft. Die Hefen und Schimmelpilze traten in Konzentrationen zwischen 64 und 83 KbE/m3 Luft an den Referenzmeßorten auf, an den anderen Meßorten waren es 162 bis 212 KbE/m3 Luft.   Mit der Sedimentationstechnik ergaben sich ebenfalls deutlich Unterschiede zwischen dem städtischen Bereich (Meßorte 1 und 8: Gesamtkeimzahl 414 bis 962 KbE/m2/min, Enterobacteriaceae 6 bis 11 KbE/m2/min, Hefen und Schimmelpilze 210 bis 407 KbE/m2/min) und den Meßorten im Umfeld der Ställe (Meßorte 2 bis 7: Gesamtkeimzahl 1351 bis 2359 KbE/m2/min, Enterobacteriaceae 18 bis 63 KbE/m2/min, Hefen und Schimmelpilze 604 bis 1271 KbE/m2/min).   Ein Einfluß der Jahreszeit auf die Höhe der Keimzahlen läßt sich bei den durch Impaktion gewonnenen Keimen für Enterobacteriaceae und Hefen und Schimmelpilze feststellen. Hier ergibt sich eine höhere Keimbelastung im Sommer. Das Bild für die Gesamtkeimzahl ist uneinheitlich. Bei den Sedimentkeimen sind im Sommer nur die Meßwerte der Hefen und Schimmelpilze durchgehend erhöht.   Ein Zusammenhang zwischen der Höhe der Keimzahlen und den Tierzahlen in der der jeweiligen Windrichtung entsprechenden Himmelsrichtung läßt sich nicht durchgehend erkennen. Es konnte keine eindeutige Beziehung zwischen der Höhe der Keimbelastung und der Viehdichte im Radius bis 1000 Meter hergestellt werden, obwohl in einer Reihe von Fällen dieser Verdacht nahe lag.   Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß in viehstarken Regionen in der Nähe von Ställen gegenüber Stadtsituationen erhöhte aerogene Keimgehalte angetroffen werden können. Ein experimentell begründeter Kausalzusammenhang zwischen Keimkonzentration im Umfeld von Ställen und den Keimemissionen aus Stallanlagen läßt sich, wegen vieler Einflußfaktoren, noch erheblichen Wissensdefiziten zum Verhalten von Mikroorganismen in der Luft und auch wegen zahlreicher hier diskutierter Unsicherheitsfaktoren des Studiendesigns, nicht sicher herstellen. Es sind dringend weitere Untersuchungen zur Verfrachtungsentfernung vom Mikroorganismen aus Nutztierställen erforderlich.

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Schaper, Gudula: Orientierende Untersuchungen zum Luftkeimgehalt im Umfeld von Nutztierställen eines viehstarken Gebietes in Norddeutschland. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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