Schwermetalle und andere chemische Elemente – Bilanz 2017
Kerstin Schöberl, CVUA Karlsruhe, und die Elementanalytik-Sachverständigen der CVUAs Stuttgart, Freiburg, Sigmaringen und Karlsruhe.
Erfreuliche Situation in Baden-Württemberg, nur in Einzelfällen traten überhöhte Gehalte an chemischen Elementen auf. An den vier Untersuchungsämtern in Baden-Württemberg wurden bei rund 4.800 Proben mehr als 51.000 Elementbestimmungen durchgeführt.
Die Chemischen und Veterinäruntersuchungsämter (CVUA) Baden-Württembergs messen die Gehalte chemischer Elemente in einer großen Palette von Lebensmitteln, Kosmetika, Bedarfsgegenständen und Arzneimitteln. Die Übersicht der Ergebnisse unserer Untersuchungen aus dem Jahr 2017 zeigt insgesamt eine positive Situation mit interessanten Aspekten.
Elementanalytik = Untersuchung auf „Schwermetalle“?
Für die Lebensmittelüberwachung sind weit mehr Elemente als die typischen unerwünschten Schwermetalle (z.B. Blei, Cadmium, Quecksilber) wichtig. Auch für viele andere Elemente gilt seit Paracelsus, dass die Dosis das Gift macht. Selbst essentielle Elemente wie beispielweise Iod oder Selen können bei überhöhter Aufnahme negativ auf die menschliche Gesundheit wirken. Daneben gibt es Elemente für die auf Lebensmittelverpackungen gerne geworben wird, weil sie für den Erhalt der Gesundheit notwendig sind. Elemente wie Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium sind zudem wichtige Parameter zur Charakterisierung vieler Lebensmittel (z.B. Fruchtsäfte, Kochsalzgehalt).
Die Gehalte verschiedenster toxischer Elemente sowie die Gehalte an sogenannten Spurenelementen und an Mineralstoffen wurden - wie in den vergangenen Jahren – daher systematisch an allen vier Untersuchungsstandorten in Baden-Württemberg ermittelt. Bei insgesamt rund 4.800 Proben wurden mehr als 51.000 Elementbestimmungen durchgeführt. Das Analysenspektrum umfasste dabei 30 chemische Elemente. Dazu kommen besondere Elementspezies, das sind einzelne in Lebensmitteln unerwünschte Elementverbindungen, wie beispielsweise anorganisches Arsen oder Chromat.
Rechtliche Situation
Die rechtlichen Vorgaben für die Bewertung der Gehalte an chemischen Elementen sind vielfältig. Im EU-Recht finden sich für die unterschiedlichen Produktgruppen bei Lebensmitteln, bei Kosmetika und Bedarfsgegenständen wichtige Regelungen. Abhängig vom Element und dessen Vorkommen oder Anwendung bestehen zahlreiche weitere Reglementierungen oder toxikologische Bewertungen, die bei der Untersuchung und Beurteilung zu berücksichtigen sind und herangezogen werden. Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen sind bereits in geringen Mengen toxisch und gelangen auf verschiedenen Eintragspfaden in die Umwelt. Insbesondere aus dem Boden oder über das Oberflächenwasser können sie in die Lebensmittel-Kette gelangen. Auch Futtermittel könnten zu einer Belastung beitragen, weshalb auch sie entsprechenden rechtlichen Vorgaben genügen müssen. Die Einhaltung der Höchstgehalte der EU-Kontaminanten-Höchstgehalteverordnung [1] schützt den Verbraucher vor belasteten Lebensmitteln.
Interessantes der Untersuchungsergebnisse aus dem Jahr 2017
Wie in den Vorjahren ist auch 2017 erfreulich, dass nur in wenigen Proben Höchstgehalte für toxische chemische Elemente überschritten wurden.
In Einzelfällen mussten jedoch Lebensmittelproben als „nicht verkehrsfähig“ beurteilt werden. Dies betraf beispielsweise Himbeeren, deren Gehalt an Cadmium über dem Höchstgehalt der EU-Kontaminanten-Höchstgehalteverordnung [1] von 0,050 mg/kg lag. Auch tierische Lebensmittel waren auffällig. So war bei einer Pferdeleber der zulässige Cadmiumgehalt um das 4-fache überschritten. Bei einem Kalmar (Familie der Kopffüßer) lag der Cadmiumgehalt mit 1,8 mg/kg deutlich über dem Höchstgehalt [1] von 1 mg/kg. In Innereien, wie der Leber und auch im Gewebe von Kopffüßern, wie den verschiedenen Tintenfischarten, kann sich Cadmium natürlicherweise verstärkt anreichern. Erhöhte Cadmiumgehalte können hier ein Hinweis auf belastetes Meerwasser sein.
Auch Kupfer kann sich in Innereien anreichern, wie in einem Fall in der Leber einer Kuh. Kupfer ist als essentielles Spurenelement in Futtermitteln als Zusatzstoff erlaubt und notwendig. Gleichzeitig sind Kupferverbindungen als Pflanzenschutzmittel gegen Krankheiten durch Schadpilze (Fungizid) zugelassen. Rückstände in pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln sind daher EU-weit in der EU-Pestizid-Höchstgehalteverordnung [2] geregelt. Der Kupfergehalt in der auffälligen Leber war so hoch, dass eine erhöhte orale Aufnahme ggf. über das Futter, das Wasser oder das Lecken an Kupferleitungen als Grund dafür in Frage kommen kann.
Das Element Aluminium taucht ebenfalls regelmäßig in unserer jährlichen Übersicht auf. Wir stellten diesmal die Frage, welchen Einfluss das Grillen haben könnte. Ist Aluminium dabei ein unvermeidbarer Begleiter? Antworten dazu finden Sie hier:
Bereits seit Januar 2016 gelten EU-weit festgelegte Höchstgehalte [1] für anorganisches Arsen in Reis und Erzeugnissen aus Reis. Da anorganisches Arsen Haut-, Lungen- und Blasenkrebs verursachen kann, muss die Exposition gegenüber anorganischem Arsen begrenzt werden. Arsen kommt in manchen Regionen der Erde natürlicherweise im Boden und im Wasser vor. Deshalb kann es von der Reispflanze aufgenommen und angereichert werden. Die Arsenaufnahme ist abhängig von der Bewässerungstechnik und der Reissorte. In den beiden vergangenen Jahren wurden 70 Proben Reis und Reiserzeugnisse auf die Einhaltung der festgelegten Höchstgehalte hin überprüft. In nahezu allen Proben war Arsen nachweisbar, jedoch lag keine der untersuchten Proben über dem jeweiligen Höchstgehalt der EU-Kontaminanten-Höchstgehalteverordnung für anorganisches Arsen.
Hautbleichmittel wurden 2017 bei den kosmetischen Mitteln neben vielen anderen Produkten auch auf Gehalte an chemischen Elementen untersucht. Dabei kamen hohe Quecksilbergehalte zu Tage. Sind Hautbleichmittel deshalb ein riskanter Weg zum Schönheitsideal?
Neben den oben beschriebenen routinemäßigen Überprüfungen auf die Einhaltung von Höchstgehalten und Grenzwerten oder der Kennzeichnung, hat sich die Elementanalytik auch zur Abgrenzung der geographischen Herkunft von Schwarzwaldforellen mit ersten Untersuchungsergebnissen als vielversprechende Untersuchungsmethode dargestellt.
Regenbogenforelle
[Bildquelle: "Regenbogenforelle" von Jonathunder. Lizenz: CC BY-SA 3.0]
Die Bezeichnung „Schwarzwaldforelle“ ist seit dem 25.11.1997 eine geschützte geographische Angabe (g.g.A.). Forellen, die mit der Bezeichnung „Schwarzwaldforelle g.g.A.“ und dem zugehörigen Logo gekennzeichnet sind, müssen nach der hinterlegten Spezifikation im definierten "Schwarzwald"-Gebiet von einem zertifizierten Betrieb produziert werden.
In dem vom Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz (MLR) geförderten Projekt „Wasserzeichen Baden-Württemberg“ werden neue Methoden zur Differenzierung der geographischen Herkunft von Schwarzwaldforellen entwickelt. In diesem Projekt wurden bis Ende 2017 16 Schwarzwaldforellen aus der Schwarzwaldregion und 24 Forellen, die nicht aus der definierten Schwarzwaldregion stammten, bei fünf verschiedenen Züchtern erhoben und mittels ICP-MS (Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma) sowie NMR-Spektroskopie (Kernspinresonanzspektroskopie) in Kombination mit chemometrischen Methoden untersucht. Mit einer halbquantitativen ICP-MS Übersichtsanalyse wurde zuerst der Elementgehalt von mehr als 70 im Fisch vorkommenden chemischen Elementen bestimmt. Bei der Betrachtung der Bariumkonzentration zeigte sich ein Gefälle zwischen den Fischen der einzelnen Züchter. Die Konzentration an Barium in den Forellen der beiden Züchter der Schwarzwaldforellen ist deutlich höher als bei den Züchtern, die keine Schwarzwaldforellen produzieren. Dies ist ein erster Hinweis auf einen natürlich vorkommenden Marker, anhand dessen eine Unterscheidung der geographischen Herkunft möglich werden könnte. Um herauszufinden in welchem Teil des Fisches das Element Barium vorkommt, wurden die Fische in die Teile Flossen, Kiemen, Gräten, Kopf, Haut und Filet zerlegt und diese einzeln untersucht. Es stellte sich heraus, dass sich das Element Barium bevorzugt in den knochigen Fischteilen wie Flossen, Kiemen und Gräten anreichert. Für Untersuchungen zur Fischherkunft über den Gehalt an Barium wird es daher wahrscheinlich ausreichend sein, die wirtschaftlich nicht verwertbaren Fischteile, wie Flossen, Kiemen und Gräten zu analysieren. Im verzehrbaren Anteil der Fische, dem Fischfilet, konnte dagegen kein nennenswerter Bariumgehalt bestimmt werden. Weitere Untersuchungen dazu sind in Arbeit.
Fazit und Ausblick
Die chemischen Elemente über die gesamte Palette der in Baden-Württemberg erhobenen amtlichen Lebensmittelproben im Blick zu behalten, ist immer wieder eine spannende Herausforderung. Bekannte und neue Probenarten müssen auf eine große Zahl an Elementen überprüft werden. Dabei sind die Untersuchungsmethoden ständig an die aktuellen Anforderungen anzupassen. Auch im Jahr 2018 wird diese Aufgabe durch die Spezialisten in den CVUAs fortgeführt.
Zitierte Rechtsvorschriften
[1] Verordnung (EG) Nr. 1881/2006
[2] Verordnung (EG) Nr. 396/2005