Globale Wirtschaftskräfte haben zur Industrialisierung der Landwirtschaft beigetragen (Donham und Thu 1995). In den entwickelten Ländern gibt es Tendenzen zu einer stärkeren Spezialisierung, Intensität und Mechanisierung. Ein Ergebnis dieser Trends war eine erhöhte Tierhaltungsproduktion. Viele Entwicklungsländer haben die Notwendigkeit erkannt, in einem Versuch, ihre Landwirtschaft von einer Subsistenzwirtschaft in ein weltweit wettbewerbsfähiges Unternehmen umzuwandeln, die Containment-Produktion einzuführen. Da immer mehr Unternehmensorganisationen das Eigentum und die Kontrolle über die Industrie erlangen, ersetzen weniger, aber dafür größere Farmen mit vielen Angestellten die Familienfarm.
Konzeptionell wendet das Containment-System Prinzipien der industriellen Massenproduktion auf die Tierproduktion an. Das Konzept der Containment-Produktion umfasst die Aufzucht von Tieren in hoher Dichte in Strukturen, die von der Außenumgebung isoliert und mit mechanischen oder automatisierten Systemen für Belüftung, Abfallhandhabung, Fütterung und Tränke ausgestattet sind (Donham, Rubino et al. 1977).
Mehrere europäische Länder verwenden seit den frühen 1950er Jahren Haftsysteme. Viehhaltung begann in den Vereinigten Staaten Ende der 1950er Jahre aufzutreten. Geflügelproduzenten waren die ersten, die das System nutzten. In den frühen 1960er Jahren begann auch die Schweineindustrie, diese Technik zu übernehmen, gefolgt in jüngerer Zeit von Milch- und Rindfleischproduzenten.
Begleitend zu dieser Industrialisierung haben sich mehrere gesundheitliche und soziale Anliegen der Arbeitnehmer entwickelt. In den meisten westlichen Ländern werden landwirtschaftliche Betriebe weniger, dafür aber größer. Es gibt weniger Familienbetriebe (Arbeits-Management) und mehr Unternehmensstrukturen (insbesondere in Nordamerika). Das Ergebnis ist, dass es mehr angestellte Arbeiter und relativ weniger Familienmitglieder gibt, die arbeiten. Darüber hinaus kommen in Nordamerika mehr Arbeitnehmer aus Minderheiten und Einwanderergruppen. Daher besteht die Gefahr, dass in einigen Segmenten der Industrie eine neue Unterschicht von Arbeitnehmern hervorgebracht wird.
Für den Landarbeiter ist eine ganze Reihe neuer berufsbedingter Gefährdungen entstanden. Diese können in vier Hauptüberschriften eingeteilt werden:
- giftige und erstickende Gase
- bioaktive Aerosole von Partikeln
- Infektionskrankheiten
- Lärm.
Atemgefahren sind ebenfalls ein Problem.
Giftige und erstickende Gase
Mehrere toxische und erstickende Gase, die aus dem mikrobiellen Abbau tierischer Exkremente (Urin und Fäkalien) resultieren, können mit dem Einsperren von Nutztieren in Verbindung gebracht werden. Abfälle werden am häufigsten in flüssiger Form unter dem Gebäude, über einem Spaltenboden oder in einem Tank oder einer Lagune außerhalb des Gebäudes gelagert. Dieses Güllelagersystem ist normalerweise anaerob, was zur Bildung einer Reihe toxischer Gase führt (siehe Tabelle 1) (Donham, Yeggy und Dauge 1988). Siehe auch den Artikel „Gülle- und Abfallbehandlung“ in diesem Kapitel.
Tabelle 1. Verbindungen, die in Gebäudeatmosphären in Schweineboxen identifiziert wurden
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2-Propanol |
Ethanol |
Isopropylpropionat |
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3-Pentanon |
Ethylformiat |
Isovaleriansäure |
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Acetaldehyd |
Ethylamin |
Methan |
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Essigsäure |
Formaldehyd |
Methylacetat |
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Aceton |
Heptaldehyd |
Methylamin |
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Ammoniak |
Heterocyclische Stickstoffverbindung |
Methylmercaptan |
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n-Butanol |
Hexanal |
Octaldehyd |
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n-Butyl |
Schwefelwasserstoff |
n-Propanol |
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Buttersäure |
Indole |
Propionsäure |
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Kohlendioxid |
Isobutanol |
Proponaldehyd |
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Kohlenmonoxid |
Isobutylacetat |
Propylpropionat |
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Decaldehyd |
Isobutyraldehyd |
Skatole |
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Diethylsulfid |
Isobuttersäure |
Triethylamin |
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Dimethylsulfid |
Isopentanol |
Trimethylamin |
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Disulfid |
Isopropylacetat |
In fast jedem Betrieb, in dem anaerobe Faulung von Abfällen stattfindet, sind vier übliche toxische oder erstickende Gase vorhanden: Kohlendioxid (CO2), Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S) und Methan (CH4). Eine kleine Menge Kohlenmonoxid (CO) kann auch durch die Zersetzung tierischer Abfälle entstehen, aber seine Hauptquelle sind Heizungen, die zur Verbrennung fossiler Brennstoffe verwendet werden. Typische Umgebungskonzentrationen dieser Gase (sowie Partikel) in Schweineunterkünften sind in Tabelle 2 aufgeführt. Ebenfalls aufgeführt sind empfohlene Höchstbelastungen in Schweineunterkünften basierend auf neueren Forschungsergebnissen (Donham und Reynolds 1995; Reynolds et al. 1996) und Grenzwerte Werte (TLVs) der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1994). Diese TLVs wurden in vielen Ländern als gesetzliche Grenzwerte übernommen.
Tabelle 2. Umgebungswerte verschiedener Gase in Schweineunterbringungsgebäuden
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Gas |
Bereich (ppm) |
Typische Umgebungskonzentrationen (ppm) |
Empfohlene maximale Expositionskonzentration (ppm) |
Schwellenwerte (ppm) |
|
CO |
0 bis 200 |
42 |
50 |
50 |
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CO2 |
1,000 bis 10,000 |
8,000 |
1,500 |
5,000 |
|
NH3 |
5 bis 200 |
81 |
7 |
25 |
|
H2S |
0 bis 1,500 |
4 |
5 |
10 |
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Totaler Staub |
2 bis 15 mg/m3 |
4 mg/m3 |
2.5 mg/m3 |
10 mg/m3 |
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Einatembarer Staub |
0.10 bis 1.0 mg/m3 |
0.4 mg/m3 |
0.23 mg/m3 |
3 mg/m3 |
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Endotoxin |
50 bis 500 ng/m3 |
200 ng/m3 |
100 ng/m3 |
(nicht etabliert) |
Es ist ersichtlich, dass in vielen Gebäuden mindestens ein Gas und oft mehrere die Expositionsgrenzwerte überschreiten. Es sollte beachtet werden, dass die gleichzeitige Exposition gegenüber diesen toxischen Substanzen additiv oder synergistisch sein kann – der TLV für das Gemisch kann überschritten werden, selbst wenn einzelne TLVs nicht überschritten werden. Im Winter sind die Konzentrationen oft höher als im Sommer, weil die Belüftung reduziert wird, um Wärme zu sparen.
Diese Gase wurden mit mehreren akuten Zuständen bei Arbeitern in Verbindung gebracht. H2S war an vielen plötzlichen Tiertoten und mehreren menschlichen Todesfällen beteiligt (Donham und Knapp 1982). Die meisten akuten Fälle traten kurz nach dem Aufrühren oder Entleeren der Güllegrube auf, was zu einer plötzlichen Freisetzung einer großen Menge des akut toxischen H2S. In anderen tödlichen Fällen wurden Güllegruben kürzlich geleert, und Arbeiter, die die Grube betraten, um sie zu inspizieren, zu reparieren oder um einen heruntergefallenen Gegenstand zu bergen, brachen ohne Vorwarnung zusammen. Die vorliegenden Obduktionsbefunde dieser akuten Vergiftungsfälle zeigten als einzigen auffälligen Befund ein massives Lungenödem. Diese Läsion, kombiniert mit der Anamnese, ist mit einer Schwefelwasserstoffvergiftung vereinbar. Rettungsversuche von Umstehenden haben oft zu mehreren Todesfällen geführt. Arbeiter in der Einhausung sollten daher über die damit verbundenen Risiken informiert und angewiesen werden, niemals ein Düngelager zu betreten, ohne auf das Vorhandensein giftiger Gase getestet zu haben, mit einem Atemschutzgerät mit eigener Sauerstoffversorgung ausgestattet zu sein, für eine ausreichende Belüftung zu sorgen und mindestens zwei weitere Arbeiter stehen zu lassen B. durch, mit einem Seil an dem Arbeiter befestigt, der eintritt, damit er eine Rettung durchführen kann, ohne sich selbst zu gefährden. Es sollte ein schriftliches Programm für beengte Räume geben.
CO kann auch in akut toxischen Konzentrationen vorhanden sein. Abortprobleme bei Schweinen bei einer atmosphärischen Konzentration von 200 bis 400 ppm und subakute Symptome beim Menschen, wie chronische Kopfschmerzen und Übelkeit, wurden in Schweineunterbringungssystemen dokumentiert. Auch die möglichen Auswirkungen auf den menschlichen Fötus sollten Anlass zur Sorge geben. Die Hauptquelle von CO sind nicht ordnungsgemäß funktionierende Kohlenwasserstoff-verbrennende Heizgeräte. Starke Staubansammlungen in Schweineunterkünften machen es schwierig, Heizgeräte in ordnungsgemäßem Betriebszustand zu halten. Mit Propan betriebene Heizstrahler sind auch eine übliche Quelle niedrigerer CO-Werte (z. B. 100 bis 300 ppm). Eine andere Quelle sind Hochdruckreiniger, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden und innerhalb des Gebäudes betrieben werden können; CO-Melder sollten installiert werden.
Eine weitere akut gefährliche Situation entsteht, wenn die Lüftungsanlage ausfällt. Gaskonzentrationen können sich dann schnell auf kritische Werte aufbauen. In diesem Fall ist das Hauptproblem der Ersatz von Sauerstoff durch andere Gase, hauptsächlich CO2 sowohl aus der Grube als auch aus der Atemtätigkeit der Tiere im Gebäude. Tödliche Zustände konnten in nur 7 Stunden erreicht werden. In Bezug auf die Gesundheit der Schweine kann ein Lüftungsausfall bei warmem Wetter dazu führen, dass Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb von 3 Stunden auf tödliche Werte ansteigen. Lüftungsanlagen sollten überwacht werden.
Eine vierte potenziell akute Gefahr ergibt sich aus der Bildung von CH4, das leichter als Luft ist und sich, wenn es aus der Güllegrube austritt, dazu neigt, sich in den oberen Teilen des Gebäudes anzusammeln. Es gab mehrere Fälle von Explosionen, als der CH4 Die Ansammlung wurde durch eine Zündflamme oder einen Schweißbrenner eines Arbeiters gezündet.
Bioaktive Aerosole von Partikeln
Die Staubquellen in geschlossenen Gebäuden sind eine Kombination aus Futter, Hautschuppen und Haaren von Schweinen und getrocknetem Kotmaterial (Donham und Scallon 1985). Die Partikel bestehen zu etwa 24 % aus Protein und haben daher das Potenzial, nicht nur eine Entzündungsreaktion auf Fremdprotein auszulösen, sondern auch eine nachteilige allergische Reaktion auszulösen. Die Mehrzahl der Partikel ist kleiner als 5 Mikrometer, wodurch sie in die tiefen Teile der Lunge eingeatmet werden können, wo sie eine größere Gefahr für die Gesundheit darstellen können. Die Partikel sind mit Mikroben beladen (104 zu 107/m3 Luft). Diese Mikroben tragen mehrere toxische/entzündliche Substanzen bei, darunter unter anderem Endotoxin (die am besten dokumentierte Gefahr), Glucane, Histamin und Proteasen. Die empfohlenen Höchstkonzentrationen für Stäube sind in Tabelle 2 aufgeführt. Innerhalb des Gebäudes vorhandene Gase und Bakterien in der Atmosphäre werden an der Oberfläche der Staubpartikel adsorbiert. Somit haben die eingeatmeten Partikel die erhöhte potentiell gefährliche Wirkung, irritierende oder toxische Gase sowie potentiell infektiöse Bakterien in die Lungen zu tragen.
Infectious Diseases
Etwa 25 Zoonosen wurden als beruflich bedeutsam für Landarbeiter anerkannt. Viele davon können direkt oder indirekt von Nutztieren übertragen werden. Die beengten Verhältnisse, die in Käfighaltungssystemen vorherrschen, bieten ein hohes Potenzial für die Übertragung zoonotischer Krankheiten von Nutztieren auf Menschen. Die Umgebung der Schweinehaltung kann ein Risiko für die Übertragung von Schweineinfluenza, Leptospirose, Streptococcus suis und Salmonellen, zum Beispiel. Die Geflügelhaltung kann ein Risiko für Ornithose, Histoplasmose, New-Castle-Disease-Virus und Salmonellen darstellen. Das Einsperren von Rindern könnte ein Risiko für Q-Fieber darstellen, Trichophyton verrucosum (Tierringwurm) und Leptospirose.
Biologika und Antibiotika wurden ebenfalls als potenzielle Gesundheitsgefahren erkannt. Injizierbare Impfstoffe und verschiedene Biologika werden üblicherweise in veterinärmedizinischen vorbeugenden medizinischen Programmen in Tierarresten verwendet. Versehentliche Inokulation von Brucella-Impfstoffen und Escherichia coli Es wurde beobachtet, dass Bakterien beim Menschen Krankheiten verursachen.
Antibiotika werden üblicherweise sowohl parenteral als auch in Tierfutter eingearbeitet verwendet. Da bekannt ist, dass Futtermittel ein häufiger Bestandteil des Staubs in Stallgebäuden sind, wird davon ausgegangen, dass auch Antibiotika in der Luft vorhanden sind. Daher sind Antibiotika-Überempfindlichkeit und antibiotikaresistente Infektionen potenzielle Gefahren für die Arbeiter.
Lärm
Innerhalb von Tierunterkünften wurden Geräuschpegel von 103 dBA gemessen; dies liegt über dem TLV und bietet die Möglichkeit eines lärminduzierten Hörverlusts (Donham, Yeggy und Dauge 1988).
Atemwegsbeschwerden bei Arbeitern in Tierhaltung
Die allgemeinen Gefahren für die Atemwege in Stallgebäuden sind unabhängig von der Tierart ähnlich. Schweinehaltungen sind jedoch bei einem größeren Prozentsatz der Arbeiter (25 bis 70 % der aktiven Arbeiter) mit gesundheitsschädlichen Auswirkungen verbunden, mit schwerwiegenderen Symptomen als bei Geflügel- oder Rinderhaltungen (Rylander et al. 1989). Der Abfall in Geflügelbetrieben wird normalerweise in fester Form gehandhabt, und in diesem Fall scheint Ammoniak das primäre gasförmige Problem zu sein; Schwefelwasserstoff ist nicht vorhanden.
Es wurde beobachtet, dass subakute oder chronische respiratorische Symptome, die von Arbeitern in Käfighaltung berichtet wurden, am häufigsten mit der Schweinehaltung in Verbindung gebracht wurden. Umfragen unter Arbeitern in der Schweinehaltung haben ergeben, dass etwa 75 % unter unerwünschten akuten Symptomen der oberen Atemwege leiden. Diese Symptome lassen sich in drei Gruppen einteilen:
- akute oder chronische Entzündung der Atemwege (manifestiert als Bronchitis)
- erworbene berufsbedingte (nicht allergische) Verengung der Atemwege (Asthma)
- verzögerte selbstlimitierende fieberhafte Erkrankung mit generalisierten Symptomen (Organic Dust Toxic Syndrome (ODTS)).
Symptome, die auf eine chronische Entzündung der oberen Atemwege hindeuten, sind häufig; Sie werden bei etwa 70 % der Arbeiter in der Schweinehaltung gesehen. Am häufigsten sind sie Engegefühl in der Brust, Husten, Keuchen und übermäßige Auswurfproduktion.
Bei etwa 5 % der Arbeitnehmer treten die Symptome bereits nach wenigen Wochen in den Gebäuden auf. Zu den Symptomen gehören Engegefühl in der Brust, Keuchen und Atembeschwerden. In der Regel sind diese Arbeitnehmer so stark betroffen, dass sie gezwungen sind, sich anderswo eine Beschäftigung zu suchen. Es ist nicht genügend bekannt, um anzugeben, ob es sich bei dieser Reaktion um eine allergische Überempfindlichkeit oder eine nicht-allergische Überempfindlichkeit gegen Staub und Gas handelt. Typischerweise entwickeln sich nach 5-jähriger Exposition Symptome von Bronchitis und Asthma.
Etwa 30 % der Arbeitnehmer erleben gelegentlich Episoden mit verzögerten Symptomen. Etwa 4 bis 6 Stunden nach der Arbeit im Gebäude entwickeln sie eine grippeähnliche Erkrankung, die sich durch Fieber, Kopfschmerzen, Unwohlsein, allgemeine Muskelschmerzen und Brustschmerzen äußert. Sie erholen sich normalerweise innerhalb von 24 bis 72 Stunden von diesen Symptomen. Dieses Syndrom wurde als ODTS anerkannt.
Das Potenzial für chronische Lungenschäden scheint für diese Arbeitnehmer sicherlich real zu sein. Dies ist bisher jedoch nicht dokumentiert. Es wird empfohlen, dass bestimmte Verfahren befolgt werden, um eine chronische Exposition sowie eine akute Exposition gegenüber den gefährlichen Materialien in Schweineunterbringungsgebäuden zu verhindern. Tabelle 3 fasst die medizinischen Zustände zusammen, die bei Arbeitern in der Schweinehaltung beobachtet wurden.
Tabelle 3. Atemwegserkrankungen im Zusammenhang mit der Schweineproduktion
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Erkrankung der oberen Atemwege |
Nebenhöhlenentzündung |
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Erkrankung der unteren Atemwege |
Berufsasthma |
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Interstitielle Krankheit |
Alveolitis |
|
Generalisierte Krankheit |
Organic Dust Toxic Syndrome (ODTS) |
Quellen: Donham, Zavala und Merchant 1984; Dosmannet al. 1988; Haglind und Rylander 1987; Harrys und Cromwell 1982; Heedrick et al. 1991; Holnesset al. 1987; Iversonet al. 1988; Joneset al. 1984; Leistikow et al. 1989; Lenhart 1984; Rylander und Essle 1990; Rylander, Peterson und Donham 1990; Turner und Nichols 1995.
Arbeitnehmerschutz
Akute Exposition gegenüber Schwefelwasserstoff. Es sollte immer darauf geachtet werden, eine Exposition gegenüber H2S, die beim Rühren eines anaeroben Güllelagertanks freigesetzt werden können. Wenn sich das Lager unter dem Gebäude befindet, ist es am besten, sich während des Entleerungsvorgangs und mehrere Stunden danach außerhalb des Gebäudes aufzuhalten, bis die Luftprobenahme anzeigt, dass es sicher ist. Die Belüftung sollte während dieser Zeit auf maximaler Stufe erfolgen. Ein Güllelager sollte niemals betreten werden, ohne die oben genannten Sicherheitsmaßnahmen zu beachten.
Partikelbelastung. Zur Kontrolle der Partikelexposition sollten einfache Managementverfahren, wie die Verwendung automatischer Fütterungsgeräte, die darauf ausgelegt sind, so viel Futterstaub wie möglich zu beseitigen, verwendet werden. Das Hinzufügen von zusätzlichem Fett zum Futter, häufiges Waschen des Gebäudes mit Hochdruckreiniger und das Anbringen von Spaltenböden, die gut reinigen, sind allesamt bewährte Kontrollmaßnahmen. Ein Ölnebel-Staubkontrollsystem wird derzeit untersucht und könnte in Zukunft verfügbar sein. Zusätzlich zu einer guten technischen Kontrolle sollte eine hochwertige Staubmaske getragen werden.
Lärm. Gehörschutz sollte bereitgestellt und getragen werden, insbesondere bei Arbeiten im Gebäude, um die Tiere zu impfen oder für andere Managementmaßnahmen. Ein Gehörschutzprogramm sollte eingeführt werden.