Willy Hundhammer Bestehen bei Kalkstick- stoffdüngung Gefahren für die Haustiere? AUS DEM PHARMAKOLOGISCHEN INSTITUT DER TIERÄRZTLICHEN FAKULTÄT DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN BESTEHEN .. BEI KALKSTICKSTOFFDUNGUNH G~~FAHREN FÜR DIE HAUSTIERE? IN AU G URAL-D ISS ER TAT I 0 N ZUR ERLANGUNG DER VETERINÄRMEDIZINISCHEN DOKTORWÜRDE DER TIERÄRZTLICHEN FAKULTÄT DER LUDWIG MAXIMILIANS-UNIVERSITÄT ZU MÜNCHEN \TORGELEGT VON WILLY HUNDHAMMER TIERARZT AUS ROSSBACH, KREIS EGER. SONDERABDRUCK AUS DEM ,.ARCHIV FÜR WISSENSCHAFTLICHE UND PRAKTISCHE ,TIBRHEILKUNDE", BD. i>3 Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1925 Gedruckt mit Genehmigung der tierärztlichen Fakultät der Universität München Referent: Professor Dr. J o d 1 baue r ISBN 978-3-662-39108-2 ISBN 978-3-662-40091-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-40091-3 Meinen lieben Eltern in Dankbarkeit gewidmet Dem Pharmakologischen Institut in München werden wiederholt Magen und Darm von plötzlich verendeten Tieren von Tierärzten zur Untersuchung übersandt mit der Angabe, daß Verdacht auf Kalkstick stoffvergiftung besteht. Auch in den Kreisen der Landwirte ist vielfach die Befürchtung verbreitet, daß durch die Kalkstickstoffdüngung der Viehbestand ge fährdet werden könnte. In einer landwirtschaftlichen Zeitung wird unter "Sonderbare Vergiftungserscheinungen beim Rindvieh" von einem Landwirt berichtet, daß sein ganzer Bestand von 160 Kühen, die auf eine mit Kalkstickstoff gedüngte Weide gebracht waren, Vergiftungs erscheinungen zeigte. Ähnliche Bemerkungen sind in landwirtschaft lichen Zeitschriften häufig zu lesen. Da über Kalkstickstoffvergiftung nur wenig gearbeitet ist und die Anschauungen über die Giftigkeit sich zum Teile widersprechen, hatte es praktisches Interesse, durch eigene Versuche zu folgenden Fragen Stellung zu nehmen: I. Die Bestimmung der tödlichen Dosis bei einmaliger, zwangs weiser Zufuhr des Kalkstickstoffs. II. Die Wirkungen zwangsweiser, langdauernder Zufuhr kleiner Dosen per os. III. Die Bereitwilligkeit der Tiere mit Kalkstickstoff verunreinigtes Futter aufzunehmen. IV. Die Anschauungen über das Wesen der Kalkstickstoffvergiftung. V. Nachweis einer Kalkstickstoffvergiftung. W. Hundhammer: Bestehen bei Kalkstickstoffdüngung Gefahren usw. 429 Zusammensetzung des zu Düngerzwecken dienenden Kalkstickstoffes. Die Darstellung des Kalkstickstoffs geschieht im wesentlichen in -folgender Weise: Koks und Kalk werden bei ungefähr 3000 ° geschmolzen, wobei sich Calciumcarbid (CaC2) bildet nach der Gleichung: + + CaO 3 C = CaC2 CO . Durch Überleiten von Stickstoff über Calciumkarbid bildet sich Kalkstickstoff und Kohlenstoff: + + CaC2 2 N = CaCN2 C. Die Analyse des im Handel vorkommenden Kalkstickstoffs ergibt -durchschnittlich 17-22% Stickstoff, 55-66% Calciumoxyd, 15-20% Kohlenstoff. Wir können somit als Bestandteile des Kalkstickstoffs .angeben 50-60% Calciumcyanamid (CNNCa), 20% Calciumoxyd (CaO) und 15% Kohle. Die grauschwarze Farbe des Kalkstickstoffs rührt von der Kohle her, die alkalische Reaktion des angefeuchteten Präparats von Calciumoxyd bzw. Calciumhydroxyd [Ca(OH)2]. Außerdem können .aber je nach dem Ausgangsmaterial im Kalkstickstoff noch zufällige Verunreinigungen vorhanden sein, so Silicium, Eisen, Chlor, Schwefel, .Arsen und Phosphor. Das Vorhandensein der beiden letzteren Stoffe ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Giftigkeit des Kalkstick .stoffs. Während nämlich für den Verkauf von Calciumcarbid zum Zwecke der Acetylendarstellung scharfe Vorschriften über den Maximal .gehalt an Phosphor bestehen (höchstens 0,04% PH im Acetylengas), 3 fehlen solche für den Kalkstickstoff. Gerade deshalb aber wird Calcium -carbid, das sich wegen stärkerer Verunreinigung mit Phosphor nicht zur Acetylendarstellung verwenden läßt, zu Kalkstickstoff verarbeitet. Wird derartiger mit Arsen, Phosphor evtl. Schwefel verunreinigter Kalk :stickstoff in Wasser eingetragen, so entweichen je nach der Temperatur ·des Wassers mehr oder weniger rasch die sehr giftigen Gase H As, 3 H P und H S. 3 2 H. Zangger1) führt die Beobachtung an, daß mehrere Arbeiter, die Kalkstickstoff in Wasser eintrugen, an starker Bronchitis erkrankten, -die durch diese giftigen Gase verursMht war. Ich wende mich nun den eingangs gestellten Fragen zu. I. Die tödliche Dosis bei einmaliger, zwangsweiser Zufuhr des Kalkstickstoffs. a) Versuebe mit Fröschen. Da eine Einführung des Kalkstickstoffs in den Magen bei Fröschen nicht möglich war, wurde die subcutane Einverleibung in den Rücken- 1) H. Zangger, Diagnostische und therapeutische Irrtümer und deren Ver ll.ütung. 15. Heft_ Vergiftungen. Leipzig 1924. 430 W. Hundhammer: lymphsack gewählt. Zu diesem Zwecke wurde Kalkstickstoff mit einer kleinen Menge Gummi in Wasser aufgeschwemmt und in dieser Form injiziert. Bei Injektion von 2 g Kalkstickstoff pro Kilogramm Körpergewicht zeigten die Frösche noch keine wesentlichen V ergiftungserscheinungen, nur war an der tiefsten Stelle des dorsalen Lymphsackes an der Über gangsstelle des Rückens zum Oberschenkel die Farbe der Haut durch Ätzwirkung verändert, offenbar, weil sich hier der injizierte Kalkstick stoff in Substanz angehäuft hatte. Injektion von 3 g Kalkstickstoff pro Kilogramm Körpergewicht tötete nach 4-5 Stunden. Die Atmung der Frösche wurde im Verlauf der Vergiftung verlangsamt und sistierte schließlich. In diesem Zeit punkte machte der Frosch noch unwillkürliche Bewegungen; bei Ent fernung des Brustbeines sah man das Herz noch schlagen, wenn auch ver langsamt. Häufig beobachtete man, daß auf eine Kammersystole 2 Vor hofsystolen folgten. Die tödliche Dosis des Kalkstickstoffs für Frösche bei subcutaner Injektion kann mit 2,5 g pro Kilogramm angegeben werden. Die Sektion ergab eine schon äußerlich wahrnehmbare über den ganzen hinteren Teil des Rückens sich ausdehnende Verfärbung der Haut. b) Ve rsuche mit Kaninchen. Über die tödliche Dosis für Kaninchen liegen Angaben von Stritt vor. Nach seinen Versuchen beträgt die tödliche Dosis 1,5 g Kalkstick stoff pro Kilogramm Körpergewicht bei Darreichung per os. Eigene Versuche mit dem zur Verfügung stehenden Kalkstickstoff ergaben, daß selbst bei 2 g pro Kilogramm Körpergewicht per os keine uns wahrnehmbaren Wirkungen zu erreichen waren. Kot und Harn dieser Tiere zeigten keine Besonderheiten. Auf die mikroskopische Untersuchung des Kotes wird später eingegangen werden. 3 g Kalkstickstoff pro Kilogramm Körpergewicht. Nach 21/2 Stunden war die Atmung von llO normal auf 65 verlang samt. Das Tier machte einen matten Eindruck; nach weiteren 21/2 Stun den war die Atemfrequenz auf 60 gesunken. Das Tier machte einen Eindruck wie nach Darreichung eines Schlafmittels, senkte den Kopf zu Boden. Äußerlich war starke Peristaltik des Darmes zu beobachten, ohne daß Durchfälle auftraten. Nach weiteren 4 Stunden erfolgte Abortus, das Tier machte den Eindruck, die Vergiftung nicht über stehen zu können. Am anderen Tage war aber das Tier wiederum munter und nahm Futter auf. Harn und Stuhl zeigten keine Besonder heiten. Am 6. Tage wurde das Tier getötet, um die Beschaffenheit der Magen- und Darmschleimhaut feststellen zu können. Die Magenschleim haut war in toto etwas gequollen, nahe der Kardia befand sich ein ein markstückgroßes Geschwür. Es war dies die Stelle, an der die Haupt- Bestehen bei Kalkstickstoffdüngung Gefahren für die Haustiere'? 431 menge des mit der Sonde gegebenen Kalkstickstoffs zu liegen gekommen war. Der Mageninhalt reagierte sauer. Die Darmschleimhaut zeigte bei der Betrachtung mit unbewaffnetem Auge keine Veränderungen, 4 g Kalkstickstoff pro Kilogramm Körpergewicht per os führte bereits nach 11/2 Stunden zu schweren V ergiftungserscheinungen. Die Atmung war verlangsamt, die einzelnen Atemzüge' tief und krampf artig, ebenso war der Puls verlangsamt. Die Temperatur war von 39.7 o auf 37,2 o gesunken. Es bestand leichter Speichelfluß. Die Zeit des Eintritts des Todes, der nachts erfolgte, kann nicht angegeben werden. Die Sektion ergab stellenwei~e Verätzungen auf der Magenschleimhaut. Der Mageninhalt reagierte nur an den Stellen, an denen Kalkstickstoff angehäuft war, alkalisch, an Q.en übrigen Stellen sauer. Die Schleimhaut des Duodenums war schwach entzündet. Der in der Harnblase befind liche Harn wurde mittels Rosolsäure als Indicator auf seine Alkalescenz quantitativ untersucht. Sie entsprach pro 100 ccm Harn 7 ccm n/10- NaOH, ein Wert, den auch der Harn des Tieres vor dem Vergiftungs versuche zeigte. Zusammenfassung: Als tödliche Dosis für Kaninchen per os kann 3 g Kalkstickstoff pro Kilogramm Körpergewicht angegeben werden. Der Unterschied zwischen Stritts Angaben und meinen Befunden erklärt sich wohl daraus, daß der Kalkstickstoff verschiedener Pro venienz verschiedene Zusammensetzung hat, besonders durch die in der Einleitung besprochenen zufälligen Beimengungen. I I. Die Wirkungen bei zwangsweiser, langdauernder Zufuhr kleiner Dosen per os. Aus ~eobachtungen in Kalkstickstoff-Fabriken geht hervor, daß die Aufnahme kleinster Mengen von Kalkstickstoff, in Staubform inhaliert, selbst Jahre hindurch beim Menschen zu keinen nachweisbaren Er krankungen führt. Eine Kumulation der Wirkungen scheint somit nicht zu bestehen. Darüber hat Prof. Koelsch in seinen Arbeiten "Zur Hygiene der Kalkstickstoffindustrie" reichliches Material gesammelt. Nur wenn die Arbeiter Alkohol zu sich nehmen (es genügt bereits 1/2 Liter), fühlen sie sich unwohl, zittern am Körper, husten und zeigen Atemnot. Sehr auffallend ist eine starke Hyperämie der Haut der oberen Körperhälfte. Koelsch und auch Stritt haben Kaninchen längere Zeit hindurch täg lich mit kleinen Mengen Kalkstickstoff (0,5-1,0 g) gefüttert, ohne be sondere Krankheitserscheinungen zu beobachten. Eigene Versuche. Ein Kaninchen (2440 g schwer) wurde 1 Monat lang täglich mit 0,5 g Kalkstickstoff mittels Schlundsonde gefüttert. Die ersten 15 Tage 432 W. Hundhammer: nahm das Körpergewicht zu, und zwar täglich um 15-20 g. Dann kam Stillstand und vom 19. Tage an Gewichtsabnahme, die nach 26 Tagen 515 g betrug. Die Gewichtsabnahme erklärt sich vor allem daraus, daß die Tiere immer mehr und mehr die Futteraufnahme verweigerten. Bemerkenswert erscheint das Auftreten beiderseitigen Nasenausflusses. Als die Schwäche des Tieres hochgradig war, wurde es durch Entblutung getötet, da das Blut des Tieres untersucht werden sollte. Siehe Ab schnitt V. Ein Kaninchen (2465 g schwer) erhielt 15 Tage lang täglich 0,5 g Kalkstickstoff per os mittels Schlundsonde. Das Körpergewicht nahm während dieser Zeit um 165 g zu; vom 16. Tage ab bekam es 1 g Kalk stickstoff. Bereits nach einigen Tagen war die Futteraufnahme geringer, wiederum trat eitriger Ausfluß aus der Nase aus, und das Tier ging am 22. Tage an Pneumonie zugrunde, deren Ursache zweifelhaft ist. Ein Kaninchen (3530 g schwer) erhielt täglich 2 g Kalkstickstoff mittels Schlundsonde. Schon nach 2 Tagen war die Futteraufnahme gering und wurde am 7. Tage gänzlich eingestellt. Nach 2 weiteren Tagen war das Tier tot. Der abgesetzte Kot war bis zum Tode geformt. Bei der Sektion zeigte sich eine weißlich verfärbte und etwas gequollene Magenschleimhaut. Der Inhalt des Magens reagierte sauer. Der Darm war mit flüssigem Inhalt und Gasen angefüllt. Die Mesenterialgefäße waren stark erweitert. Bei 2 Tieren, die gravid waren, zeigte sich eine außerordentliche Hyperämie der Geschlechtsorgane. Auffallend war die außerordentlich starke Füllung der Gallenblase. Ferner sei hervor gehoben, daß das Blut der Tiere 5 Stunden nach dem Tode noch un geronnen im Herzen und Gefäßen war; den Gefäßen entnommen gerann es aber sehr bald. III. Die Bereitwilligkeit der Tiere, das mit Kalkstickstoff verunreinigte Futter aufzunehmen. Auf einem Wiesenplatze wurden für eine Ziege und Kaninchen Futterplätze abgezäunt und beim Morgentau in bestimmten Mengen Kalkstickstoff möglichst gleichmäßig gestreut. Die Menge des auf gestreuten Kalkstickstoffs entsprach derjenigen, die bei Kalkstickstoff düngung gewöhnlich verwendet wird (2 Zentner pro Hektar}, somit für 6 qm 60 g. 3 qm des abgegrenzten Wiesenplatzes blieben unbestreut. Die in diese Futterplätze gebrachten Tiere wandten sich fast sofort von der bestreuten Fläche ab. Wurde ihnen nur das bestreute Gras zugewiesen, hörten sie sehr bald mit dem Fressen auf. Ursache des Abwendens wird teils der starke Geruch des feuchtgewordenen Kalk stickstoffs nach Acetylen, teils der laugige und stechende Geschmack der Substanz sein. Bestehen bei Kalkstickstoffdüngung Gefahren für die Haustiere~ 433 Da diese Versuchsanordnung zu keinem Ziele führte, wurde die Fütterung mit anderen Stoffen versucht. Versuche mit einer Ziege. Die Ziege erhielt als Futter einen mit 2% Kalkstickstoff verunreinig ten Hafer. Der zur Festhaltung des Kalkstickstoffs etwas angefeuchtete Hafer roch etwas nach Acetylen. Das Tier verweigerte vollständig die Aufnahme dieses Hafers, selbst dann, als es P/ Tage lang ohne Futter· 2 geblieben war. Ein weiterer Fütterungsversuch wurde mit einem Gemisch von gekochten Kartoffeln und Kleie mit Zusatz von 2% Kalkstickstoff angestellt. Auch diese Nahrung wurde verweigert; ebenso ein Gemenge von Kartoffelbrei und Kalkstickstoff. Schließlich wurde zur Brot fütterung übergegangen, indem zwischen 2 Brotschnitten etwas Kalk stickstoff eingestreut wurde. Es hat dies den Vorteil, daß der Kalk stickstoff nicht feucht wird und von dem Tiere nicht gerochen wird. Die Ziege nahm einige Brotbissen auf, als sie aber den Kalkstickstoff schmeckte, ließ sie den Bissen fallen. Somit erscheint es unmöglich, Ziegen zu einer freiwilligen Aufnahme solcher Mengen von Kalkstickstoff zu veranlassen, die Vergiftungs erscheinungen auslösen könnten. Die starke Abmagerung des Tieres, die allmählich in Erscheinung trat, ist nicht die Folge von Kalkstick stoffvergiftung, sondern von Nahrungsverweigerung. Versuche mit Kaninchen. 3 Kaninchen wurden in der gleichen Weise wie die Ziege teils mit Klee, teils mit Heu, teils mit Kartoffeln, teils mit Brot, mit Zusatz von 2% Kalkstickstoff, zu füttern versucht. Sie nahmen vom verunreinigten Futter etwas auf, allerdings mit sehr geringer Freßlust. Die starke Abmagerung der Tiere veranlaßte daher, einmal am Tage eine kleine Menge kalkstickstofffreie Nahrung zu geben, die von den Tieren sofort gierig aufgenommen wurde. Die Aufnahme der Kalkstickstoffnahrung wurde immer mehr und mehr verweigert. Nach 5 Wochen ging das Tier ein. Die Sektion ergab außer der sehr starken Abmagerung keine Be sonderheiten. Die Schleimhaut des Magens war nicht verätzt, und die geringe Menge des Mageninhaltes reagierte sauer. Die beiden anderen Tiere waren 8 Wochen lang im Versuch. Da sie außerordentlich ab gemagert und im Zusammenhang damit sehr schwach waren, wurde zur reichlichen Fütterung mit kalkstickstofffreier Nahrung übergegangen, worauf sich die Tiere sehr rasch vollständig erholten. Gerade dieser Umstand spricht dafür, daß hier keine Kalkstickstoffvergiftung vorlag und die Abmagerung lediglich auf zu geringer Nahrungsaufnahme beruht; denn die Kaninchen, denen zwangsweise Kalkstickstoff zugeführt wurde, hörten schon mehrere Tage vor ihrem Tode zu fressen auf.