Die Analyse von Seltenen Erden in Lebens- und Futtermitteln

Häufiger als gedacht – und mit großem Potenzial

April 2026. Seltene Erden werden in öffentlichen Diskursen häufig im Kontext geopolitischer und ökonomischer Fragestellungen erwähnt. Sie sind ein essenzieller Bestandteil vieler innovativer technischer Anwendungen. In diesem Artikel wird beschrieben, welchen Einsatz sie in Lebens- und Futtermitteln finden und warum gerade eine Analyse, als Kontaminanten oder als Bestandteil eines Produktes, entscheidend ist.

Was sind die Seltenen Erden?

Die sogenannten „Seltenen Erden“ umfassen insgesamt 17 chemische Elemente: Dazu gehören die beiden Übergangsmetalle Scandium (Sc) und Yttrium (Y) sowie die Gruppe der Lanthanoide: Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pd), Neodym (Nd), Promethium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb) und Lutetium (Lu) und kommen sogar häufiger als Gold vor. Die größten Vorkommnisse sind in China zu finden. Auf Grund von ihren besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften haben sie ein breites Anwendungsspektrum, wie beispielsweise in Windanlagen, Magneten, Katalysatoren und Smartphones^[1].

Verwendung von Seltenen Erden außerhalb von technischen Anwendungen

Basierend auf der European Food and Feed Information Portal Database sind derzeit vier lanthanhaltige Futtermittelzusatzstoffe zugelassen. Dazu gehören Lanthanidcitrat mit Cer für Ferkel sowie Lanthancarbonat‑Octahydrat für Katzen und Hunde. Lanthancarbonat dient bei nierenkranken Tieren als Phosphatbinder und entlastet dadurch die Nieren^[2]. Dieses Wirkprinzip wird ebenfalls in Medikamenten der Humanmedizin genutzt^[3]. Darüber hinaus findet Lanthanchlorid in der Aquaristik Anwendung, wo es ebenfalls Phosphate bindet und so die Wasserqualität verbessert^[4].

Eine Alternative zur Wachstumsförderung?

Für Ferkel kann Lanthanidcitrat mit Cer in der Absetzphase das Mikrobiom stabilisieren, was zu einer effizienteren Futteraufnahme, einer besseren Verdauung und einem verbesserten Wachstum führen kann. Auch bei Sauen werden positive Effekte auf das Mikrobiom und Immunsystem beschrieben^[5].

Darüber hinaus werden Seltene Erden (Cer, Lanthan, Gadolinium und Praseodym), teils auch in Nanopartikelform, als potenzielle Alternative zu antibiotischen Wachstumsförderern, etwa bei Geflügel, diskutiert^[6]. Der Einsatz bei Geflügel für eine bessere Eiproduktion muss noch mit weiteren Studien untersucht werden^[7].

In der Pflanzenproduktion zeigen Berichte ein uneinheitliches Bild zur Verwendung Seltener Erden als Düngemittelzusatz. In geringen Konzentrationen können sie das Pflanzenwachstum stimulieren, etwa durch eine erhöhte Photosyntheserate und verstärkte Chlorophyllbildung. In höheren Konzentrationen wirken sie jedoch toxisch und können die Wasseraufnahme stören oder den Mineralstoffhaushalt der Pflanzen aus dem Gleichgewicht bringen^[8].

Einfluss auf die Umwelt

Der Abbau von Seltenen Erden ist sehr aufwendig, da sie primär in Erzen vorkommen. Innerhalb von Erzen sind die Verteilungen der einzelnen Elemente sehr unterschiedlich, was dazu führt, dass teilweise sehr hohe Mengen an Erzen umgesetzt werden müssen, um den Verbrauch an beliebten Elementen zu decken. Zum einen erfolgt der Abbau teilweise nicht nach den aktuellen Umweltstandards, Landstriche werden zerstört. Zum anderen werden zweckbedingt zunehmend mehr Seltene Erden und andere Metalle an die Oberfläche gebracht, wodurch es zu einer Anreicherung in der Erde und im Wasser und somit auch in der Nahrungsmittelkette kommen kann^[9].

Einfluss auf Tier und Mensch

Aktuell gibt es keine genau geregelten Grenzwerte für die Elemente der Seltenen Erden. Die Durchführungsverordnungen der EU für Lanthancarbonat-Octahydrat für Katzen und Hunde sowie von Lanthanidcitrat für Absatzferkel als Futtermittelzusatz ordnet die Produkte jeweils in den entsprechenden Anwendungsbereichen als sicher ein. Bei Hunden und Katzen wird eine maximale Dosiermenge von 7500 mg Zusatzstoff/ kg Alleinfuttermittel angegeben. Es müssen mindestens 1500 mg Zusatzstoff/ kg Alleinfuttermittel verwendet werden, damit eine Wirksamkeit gegeben ist. Für Lanthanidcitrat existiert der Hinweis, dass Maßnahmen ergriffen werden sollen, um zu verhindern, dass Staub über einen längeren Zeitraum eingeatmet wird^{[10, 11,12,13]}.

Potenzielle Wirkprinzipien

Im Sinne des dosisabhängigen Wirkprinzips können stimulierende oder inhibierende Effekte ausgelöst werden. Bei Maispflanzen beispielswiese sorgen 0-25 µmol/L La³⁺für eine stärkere Photosynthese. Ab 25 µmol/L ist die Photosynthese hingegen gehemmt. Ein möglicher Mechanismus zur Erklärung der beobachteten Effekte besteht darin, dass Lanthanoide in der Lage sind, Magnesiumionen (Mg²⁺) im Chlorophyllmolekül zu substituieren und dadurch die Photosynthese zu beeinflussen. Beim Menschen kann es ebenfalls zu einer Substitution kommen, wodurch enzymatische Reaktionen gestört werden können. Generell kann der Salzhaushalt, die hormonelle Balance, Wechselwirkungen mit anderen Metallen sowie die Genexpression beeinflusst werden^[9].

Bei Studien zur Exposition von Wasserorganismen gegenüber Verbindungen Seltener Erden oberhalb stimulierender Konzentrationen wurde eine Anreicherung der Metalle sowie eine akute Toxizität beobachtet. – mit dem Appell, weitere toxikologische Studien durchzuführen, um Risikobewertungen zu etablieren^[14].

Analyse von Seltenen Erden

Für Gehaltsbestimmungen in Futtermitteln und Futtermittelzusatzstoffen – oder auch in der Rückstandanalytik – ist es essenziell, eine robuste, genaue und empfindliche Quantifizierung der Seltenen Erden durchzuführen.

Die von unserem Produktionszentrum für Metalle und Elemente angebotene Analyse mittels induktiven Plasmas gekoppelt an ein Massenspektrometer (ICP-MS) nach modifizierter DIN EN ISO 15763 (2010-04) erfüllt genau diese Kriterien.

Die Seltenen Erden werden zunächst durch einen Aufschluss bei sauren Bedingungen und hohem Druck extrahiert. Das Probematerial zersetzt sich und die Elemente liegen in Lösung vor. Nach Verdünnung wird die Messlösung in das Plasma injiziert und im Massenspektrometer analysiert. Vorteil diese Methode ist es, dass eine Vielzahl an Elementen parallel gemessen werden kann und somit nur eine Probenvorbereitung notwendig ist.

Fragen zur Analyse von Seltenen Erden

Bei weiteren Fragen rund um die Metall- und Elementanalytik wenden Sie sich gerne an Ihre persönliche Kundenbetreuung oder kontaktieren Sie unsere Expert:innen für Metalle und Elemente.

Quellen

[1]: Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 5 -300 -003/22
[2]: The EFSA Journal (2007) 542, 1-15: Opinion of the Scientific Panel on Additives and Products or Substancesused in Animal Feed
[3]: Chem. Soc. Rev., 2006, 35, 524–533:The therapeutic application of lanthanides
[4]: Environments 2023, 10(2), 20: Slow-Release Lanthanum Effectively Reduces Phosphate in Eutrophic Ponds without Accumulating in Fish
[5]: Animals 2019, 9, 738: Effects of Maternal Supplementation with Rare Earth Elements during Late Gestation and Lactation on Performances, Health, and Fecal Microbiota of the Sows and Their Offspring
[6]: J. Adv. Vet. Res. (2024) 14(6): 954–958: Quality indicators of broiler chickens' meat under the influence of gadolinium and lanthanum orthovanadate nanoparticles
[7]: Molecules 2024, 29(3), 688: Rare Earths—The Answer to Everything
[8]: Acta Agriculturae Serbica, 28 (56), 87‒95, 2023: Rare earth elements application in agriculture
[9]: Environ. Rev. 29: 354–377 (2021): The potential environmental risks associated with the development of rare earth element production in Canada
[10]: Durchführungsverordnung (EU) 2025/313 der Kommission zur Zulassung von Lanthancarbonat-Octahydrat als Zusatzstoff in Futtermitteln für Hunde
[11]: Durchführungsverordnung (EU) 2025/647 der Kommission hinsichtlich der Zulassung für Lanthancarbonat-Octahydrat als Zusatzstoffe in Futtermitteln für Katzen mit der Kennnummer 4d1 bzw. 4d23
[12] Durchführungsverordnung (EU) 2020/1370 der Kommission zur Zulassung einer Zubereitung aus Lanthanidcitrat als Zusatzstoff in Futtermitteln für Absetzferkel
[13]: EFSA Journal 2019;17(12):5912: Scientific Opinion - Safety of Lancer® (lanthanide citrate) as a zootechnical additive for weaned piglets
[14] Animals 2020, 10, 1663: An Updated Review of Toxicity Effect of the Rare Earth Elements (REEs) on Aquatic Organisms