Human pesticidpåverkan

Transkript

1 Miljöövervakningsdagarna i Ronneby 2012 Human pesticidpåverkan Margareta Littorin, Åsa Amilon, Margareta Maxe, Else Åkerberg, Eva Assarsson, Bo Jönsson, Christian Lindh Arbets- och miljömedicin, Labmedicin Skåne

2 Inledning På Arbets- och miljömedicin (AMM) har C.Lindh och medarb. Från 2004 valt ut och satt upp ett antal analysmetoder för kem.bekämpningsmedel ( pesticider ) för växtskydd i urin. Stöd av först NvV, sedan också i studier av yrkesexponerade av forskningsråden FAS och SLF samt Region Skåne. Vi brukar validera metoderna gm experiment med oralt intag och följa utsöndringen i urinen. Ibland också gm experiment med hudexponering och urin. Allmänbefolkningar och yrkesexponerade i Sverige samt barn och vuxna i allmänbefolkn. och yrkesexp. i CostaRica.

3 Idag svenska förhållanden Bakgrund till exponering för moderna kem. bekämpningsmedel ( växtskydd, inte biocider) Hur övervaka Vad har vi gjort i Lund Vad har vi funnit Vad har andra gjort m a p biomarkörer Varför övervaka mänskor (hälsoeffekter) Framtiden

4 Varför bry sig om rester i människor? Hälsoeffekterna Allergi, luftvägs- och hudsjukdom Akut toxicitet Kronisk toxicitet Fortplantningsstörningar Fosterskador Genotoxicitet och Cancer

5 Försåld mängd kemiska bekämpningsmedel (verksamt ämne ). Utgångspunkt är medeltalet Källa:Kemikalieinspektionen

6 KÄLLA: Kemikalieinspektionen

7 Växtskyddsmedel i jordbruk o trädgård ,2 miljoner doser 10% mer än 2010 Men 5% mindre än föregående 5 år Skadetryck Hamstring

8 Sockerbetor, höstvete, potatis, frukt och grönt och bär. Ex. svampmedel Skåne knappt 20% av åkerareal, 50% av medlen, 50% av trädgårdsnäringen.

9 Allmänbefolkningens exponering Via livsmedel: kosten Via livsmedel: dricksvatten (egen brunn!)? Hemanvändning Läkemedel mot hårlöss o skabb Fritidsverksamhet? Bostadens läge? Kläder, skor, möbler Yrkesanvändning

10 Riskgrupper i befolkningen Barn (intag per viktenhet, exponeringsvägar) Medelålders kvinnor (intar mest fruktogrönt) Vegetarianer (mer fruktogrönt) Fritid/hobby? Invandrare med andra matvanor? Boende nära sprutade arealer/ytor? De som metaboliserar främmande ämnen långsamt (visat för OPs) Trädgårdsmästare, fruktodlare, maskinstationsanställda, Anticimex, lantbrukare ML 06

11 Hur övervakas exponering för människor och miljö? Rester i livsmedel (många länder) Rester i vatten, mark och luft (många länder) Rester i människor (blod, urin etc) Ogräsmedel USA Insektsmedel USA, Tyskland Insektsmedel Tyskland Svampmedel Finland, Italien, Costa Rica

12 Livsmedelsverkets kontroller av bekämpningsmedelsrester SLV 2007

13 Halter över gränsvärdet MRL i stickprov av frukt och grönt Upp igen 2008 KÄLLA: SLV 2008

14 Importgrödor där rester oftast påvisats SLV 2007

15 Svenskodlat där rester oftast påvisats SLV 2007

16 Livsmedelsverket : Ökande andel vegetabilier innehåller rester av mer än ett bekämpningsmedel* EFSA, den europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet, arbetar med att ta fram mer kunskap om hur olika ämnen verkar tillsammans och om detta kan innebära en ökad risk för konsumenterna, säger Arne Andersson, chef för Livsmedelsverkets kontrollprogram. *Paradexemplet: vindruvor med 26!

17 Alltjämt om rester av bekämpningsmedel i livsmedel: Påvisas oftast i färsk frukt, bär o grönt, men också i spannmål (t ex retarderingsmedel) Vi importerar ca 50% av färska grönsaker, än mer av frukt I minst hälften av alla stickprov finns rester alls, vanligen motsvarande några % av ADI för varje ämne, viss ökning sista åren Påvisas oftare i importerat Över gränsvärde i inhemskt: <1% Över gränsvärde i importerat: > 5-6% Ökande andel av grönsaker har mer än ett medel

18 Pesticides in Swedish waters (5352samples) * Källa: SLU:s Pesticiddatabas Många studier genom åren från olika instanser har därefter visat att enskilda vattentäkter mest kontaminerade av dricksvattenkällorna

19 SGU: Drygt en miljon permanentboende har egen brunn, ungefär lika många på semestern

20 Bild: Hedvig Christiansson

21 Hedvig Christiansson: Bekämpningsmedel i Skånska brunnar. Examensarbete miljövetenskap, Inst. för miljövetenskaplig utbildning, LU. Endast i 17 av Skånes 33 kommuner fanns uppgifter hos kommunernas miljöförvaltningar om att enskilda vattentäkter analyserats på förekomst av bekämpningsmedel genom åren: I 51% (304 av 598 vattenprov) påvisades ett eller flera ämnen, 34% låg över gränsvärdet för dricksvatten.

22 Amir Arvin Examensarbete för masterexamen Miljö- och hälsoskydd, Inst för Miljövetenskap 2012

23 100 brunnar i Landskrona Bekämpningsmedelsrester i 43%, otjänligt i 35%

24 Pesticidrester i 50 av de brunnarna i Landskrona undersöktes ånyo i rapporten 2012: 13 otjänligt vatten 13 tjänligt 24 resthalter Och samtidigt pesticider i urinen från 50 personer Rest av minst en pesticid (ffa CCC) hos alla Inga samband mellan brunnar och urin men endast fåtal sorter analyserade i båda medierna Och samband skulle ändå kunna finnas om relevanta pesticider studeras

25 Allmänhetens exponering mätt med exponeringsbiomarkörer (resthalter av bekämpningsmedel i urin) Flera studier från USA och Tyskland visar att halterna av metaboliter av OPs i urinen hos barn speglar intag av konventionell resp. ekologisk kost men också hemanvändning av bekämpningsmedel. Och v g urinhalter av pyretroid-rester hade hemanvändning större betydelse för barnens halter.

26 Exponeringsbiomarkörer hos mänskor i Sverige På 1980-talet undersöktes här fenoxisyror bland yrkesexponerade Våra aktuella studier första i Sverige och Norden av allmänbefolkning Initiativ: Länsstyrelsen i Skåne Uppdrag: Naturvårdsverket Började 2004 Gäller medel som används idag

27 Metoder i våra studier Män och kvinnor i mellanstora städer Dygnsurin eller morgonurin Höst och vår Enkät om yrke, fritid o a levnads- och matvanor, sjukdom, mediciner Analys av ett urval bekämpningsmedel i urinproven (LC-MS/MS)

28 Undersökta grupper Allmän stadsbefolkning : N=100 Allmän stadsbefolkning : N=116 Vegetarianer : N=40 Invandrargrupper : N=50 Boende på landsbygd : N=79 Yrkesexponerade plantskola 2008: N=8 Växthus : N=50

29

30 Urinutsöndring efter intag av 200 µg 2,4-D per os Utsöndringsförloppet kan studeras. Halveringstider kan beräknas.

31 Steady-State och halveringstider 1 å r 1 v e c k a 1 d y g n 1 t im m e E x p o n e r in g T id (tim )

32 When to sample? Several times! Egentligen alltså! Urinary HHP acid (nmol/mmol creatinine) Time of sampling (day)

33 Biomarkörer och detektionsgränser (ng/ml) 2,4-D 2,4-diklorfenoxyättiksyra 0,05 3,4-DKA 3,4-dikloranilin; metabolit till anilider 0,1 3,5-DKA 3,5-dikloranilin; metabolit till dikarboximider som vinklozolin, iprodion, procymidon 0,1 ETU etylenthiourea; metabolit till etylenbisdithiokarbamater som mankozeb 0,1 MCPA 4-klor-2-metylfenoxyättiksyra 0,1 HMCPA hydroxi-mcpa; metabolit till MCPA 0,4 2,4,5-T 2,4,5-triklorfenoxyättiksyra 0,1 3-PBA 3-fenoxybensylsyra, metabolit till pyretroider 0,2 2,4,6-T 2,4,6-triklorfenoxyättiksyra; metabolit TCP till prokloraz 0,1 O,O dietyl-o-(3,5,6-triklor-2-pyridyl) thiofosfat= triklorpyridinol; metabolit till klorpyrifos 1,0 CCC Klormekvatklorid 0,1 Mq Mepikvat 0,3

34 Andel med halt över detektionsgräns (0,05-0,4 ng/ml) i dygnsurin från 100 deltagare % MCPA (ogräsmedel) 6 MCPA:s metabolit 17 2,4-D (ogräsmedel) 94 3,4-DKA (ogräsmedel) 27 3,5-DKA (svampmedel) 99 3-PBA (insektsmedel) 19 ETU (svampmedel) 98

35 Andel med detekterbara halter av bekämpningsmedel i urin [%] Biomarkör MCPA HMCPA 2,4,5-T 2,4,6-T 2,4-D 3,4-DKA 3,5-DKA 3-PBA ETU TCP CCC Mepikvat Allm.bef. a N= Allm.bef. b N= Vegetarian b N= Invandrare b,c N= d d - - Landsbygd b N=79 a Dygnsurin; b Morgonurin; c Nya från f.d. Jugoslavien (N=25) och Thailand (N=25); d Endast Thailand

36 Halterna av olika pesticider i allmän stadsbefolkning påverkades av Årstid Kön Ålder Och av följande:

37 Allmänbefolkning , ,000 2,4-D, d.j. (ng/ml) 4,000 3,000 2, , , Nej Föredrar Krav-märkt Ja Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av 2,4-D hos de som föredrar och inte föredrar ekologiska produkter: p=0,2, MWU. d.j.=densitetsjusterat ML 2010.

38 Vegetarianer , ,00 ETU, d.j. (ng/ml) 6,00 4,00 2, ,00 De flesta Inte, enstaka, några Intagit ekologiska livsmedel före prov Vegetarianer Skillnad i urinhalt av ETU i relation till intaget av ekologiska livsmedel veckan före prov: p=0,1, MWU. ML 2010

39 Vinklozolin/iprodion och mankozeb används i odling av vindruvor

40 Allmänbefolkning , ,00 ETU, d.j. (ng/ml) 4,00 2, ,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av ETU i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p=0,1, MWU.

41 Allmänbefolkning , ,00 ETU, d.j. (ng/ml) 6,00 4, , ,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av ETU i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011

42 Allmänbefolkning , , DKA, d.j. (ng/ml) 15,00 10, ,00 0,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p=0,06, MWU.

43 Allmänbefolkning , DKA, d.j. (ng/ml) 30,00 20,00 10, ,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011

44 Allmänbefolkning , DKA, d.j. (ng/ml) 30,00 20,00 10, ,00 83 Nej Ja Vindruvor/russin före prov Allmänbefolkning Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA och vindruvor/russin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011

45 Golf as a hobby [medians (ng/ml)] Yes No P 1 3,5-DKA 2,9 1,1 0,05 2,4-D 0,28 0,12 0,01

46 Hobby: golf Litet högre halter än hos andra av svampmedlen 3,5-DKA från iprodion* och ETU från mankozeb och av ogräsmedlet 2,4-D*, i dygns- respektive morgonurin i de två allmänbefolkningsgrupperna. * Förbud nu pga läckage **Förbud sedan 1992

47 Minst 500 golfbanor i Sverige SGF rek. 2009: Greener ca 3 sprut mot svamp hösten, 3 vkr intervall Fairway mot ogräs ca vart 3-5:e år Ruff inget om rätt skött. Minst hälften använder kemiska BM.

48 Om läckage Internationella studier (USA, Kanada t ex) finns flera om läckage, ssk 2,4-D Strömqvist KJ, Jarvis N. Sorbtion, degradation and leaching of the fungicide iprodione in a golf green under Scandinavian conditions: measurements, modelling and risk assessment. Pest Manag Sci 2005;61:

49 Golf ball liver : Leverinflammation hos Irländsk golfare Brukade slicka på bollen 2,4-D behandling av golfbanan Misstänktes vara en effekt av 2,4-D (eller förorening, dioxiner?) Leonard et al. 1997

50 Svenska golfare lever längre SGF medlemmar 2004 jämfördes med övriga svenskar i registerstudie Ca 1000 dött t o m 2008 Dödligheten 40% LÄGRE 5 års längre förväntad livslängd Gällde båda könen, alla åldersgrupper och socioekonomiska grupper De med lägsta hcp levde längre än de med högre hcp Farahmand et al. 2009

51 Boende på landsbygden Nästan alla 79 bosatta på landet hade egen brunn och använde brunnsvattnet hemma. 13% använde v b bekämpningsmedel i yrket och 21% bejakade hemanvändning. Alla biomarkörerna vi funnit hos stadsbefolkning fanns men för några medel i något olika frekvenser ( t ex något mer av 3-PBA och MCPA). Deras urinhalter var liksom hos tidigare undersökta relaterade till ålder och vinkonsumtion av golf som hobby, ev också av boende nära besprutade åkrar.

52 Nordic Meeting on Agricultural Occupational Health & Safety 2012 August 27-29, 2012 Ystad, Sweden Exposure to retarding agents in horticultural workers Littorin M 1, Maxe M 1, Åkerberg E 1, Karlsson J-E 1, Löfkvist K 2, Jönsson B 1, Lindh C 1 1 Department of Laboratory Medicine, Division of Occupational and Environmental Medicine, Lund 2 Swedish Rural Economy and Agricultural Societies, Borgeby

53

54 Source: N Palmgren

55 A method to determine CCC An LC-MS-MS method for CCC in urine had to be developed and is published by Lindh et al. The limit of detection is 0,1 ng/ml. Further, CCC as biomarker was validated in two human experiments:

56 Experimental biomonitoring, oral exposure Two healthy volunteers received a single oral dose of 25 µg/kg bw of CCC (corresponding to 50% of ADI). The concentration of CCC in urine was determined. The excretion in urine followed a first order kinetic and a two compartment model with an elimination half-life of 2-3 h and h, respectively. Over 90% of the doses were excreted within 48 h.

57 Experimental biomonitoring, skin exposure 25 cm 2 of the skin of their forearms was exposed to a dose of 50 µg/kg bw of CCC, dissolved in 200 µl of equal amounts of ethanol and water, followed by occlusion with aluminium foil and plastic tape during 8 hrs. The concentration of CCC in urine was determined. Following dermal exposure, excretion in urine was delayed compared to the oral experiment and much lower, <0.5% of the applied dose.

58 Greenhouse workers: methods CCC in urine, sampled several times before and after work in 2010 and 2011 Sunday evening, Monday morning before work After a day s work, preferably Thursday afternoon and Friday morning before work Occupational hygienist: observations of individual work, protective devices, environment Specialist in Occupational&Environmental Medicine: structured interviews on occupational and medical history Blood and urine samples for effect biomarkers Food diary filled in by participant during the 7 days before an occupationally unexposed urine sample

59 Exposure biomarkers in gardeners CCC (µg/g creatinine) Mean Med Range 5% 95% No work After work No work here was on Sunday evenings and Monday mornings (142 samples) and After work was first urine voided in the afternoon after a workday (51 samples).

60 Exposure in general populations and gardeners CCC (µg/g creatinine) Population Mean Med Range 5% 95% Greenhouse (N=50) No work After work Urban (N=93) Rural (N=79) Rural during period of spraying in fields nearby (N=20 out of the 79)

61 Slutsats CCC i växthusarbetarnas urin speglar yrkesexponering men dessutom annan källa till exponering Halterna svarar mot halter som ligger väl under ADI för CCC och hälsoeffekter borde inte förväntas Alla urinprov, också från yrkesmässigt oexponerade, innehåller CCC Ett exempel på samverkande kunskapsuppbyggnad mellan studier av yrkes- och miljöexponerade Studierna stöds av Naturvårdsverket, FAS och Region Skåne.

62 Pågående projekt: Allmänbefolkning: 100 medelålders kvinnor Växthus- och trädgårdsprojekt: exponering för andra medel (Imazalil, pyrimetanil)., undersökning av effekter

63 VIKTIGT FÖR FRAMTIDEN Varmare och fuktigare klimat i Sverige Om inte förändrade produktionsförhållanden kan man befara högre skadetryck och mer exponering för växtskyddsmedel Producenterna av medlen borde ta fram metoder att övervaka exponeringen för mänskor (och djur) Referenser kan erhållas från margareta.littorin@med.lu.se

64 Hälsoeffekter av bekämpningsmedel Allergi, luftvägs- och hudsjukdom Akut toxicitet Kronisk toxicitet Fortplantningsstörningar Fosterskador Genotoxicitet och Cancer

65 Akut toxicitet Fungicider låg Insekticider hög Herbicider varierande Retarderingsmedel låg

66 Akuta förgiftningar och dödsfall globalt, uppskattning 1985 och 2008 (WHO, ILO) Typ Förgiftningar Dödsfall Oavsiktligt Avsiktligt

67 Nervsystemet Många pesticider är neurotoxiska Kan ge akuta neurologiska symtom Kroniska neurologiska symtom/ Beteendestörningar Parkinson s sjukdom

68 Beteendestörningar Beteendestörningar i djurförsök efter exponering för OPs t ex Neurologiska störningar, neuropsykiatriska symtom, s k kognitiva defekter, hos OPexponerade t ex sheep dip Om varit förgiftad Om varit lågdosexponerad lång tid

69 Parkinsons sjd Multifaktoriell Gener spelar viss roll (djur, mänska) Associerats med flera bekämpningsmedel Via oxidativ stress som selektivt drabbar dopaminerga nervceller(?) Gen-miljö-interaktion (effektmodifiering av sambandet) Havanna 2009: mot Dengue-mygg

70 Neurologisk utvecklingsrubbning Djurexperiment stöd för samband mellan exponering för vissa medel och försämrad neurologisk utveckling Epidemiologiska studier har också associerat exponering med utvecklingsrubbning Men exponeringsdata otillräckliga

71 Tills nyligen: Engel et al., Rauh et al., Bouchard et al. Undersökningarna prospektiva Exponering före utfall Exponeringsmått bra: biomarkörer för OPs Och exponeringsbiomarkörerna har bestämts flera ggr i navelsträngsblod, mors resp. barnets urin Utfallet IQ-tester bl a Visar samband mellan högre OP-halter-lägre IQpoäng och sämre arbetsminne

72 Rauh 2011: 265 barn undersöktes prospektivt efter att klorpyrifos mätts i navelsträngsblod. Vid 7 års ålder IQ test WISC-IV: för varje SD ökning i klorpyrifos (4,6 pg/g) minskade IQ med 1,4% och arbetsminnet med 2,8%. Andra faktorer togs hänsyn till och påverkade ej. Engel 2011: 360 mödrars urin tredje trimestern, NY City : OP metaboliter. Blod för PON1 276), genotyp och aktivitet. Barnens neurol utveckling undersöktes vid 12 mån (n=200), 24 mån (n=276) och 6-9 år (n=169).metabolithalterna var assoc med sänkt neurol utvecklingvid 12 mån ålder, hos hispanics och svarta, ssk hos barn vilkas mammor hade en ssk PON1 genotyp. I senare barndom fanns koppling till nedsatt perceptuell slutledningsförmåga för viss genotyp hos mamman. Bouchard 2011: Ur Salinaskohorten, lantarbetarfamiljer: dialkylmetaboliter(dap) av OPs i urin under första o andra trimestern i graviditet + barn 6 mån och 1,2,3.5 och 5 år. IQ-test vid 7 åå till 329 barn. Analys justerad för confounders, c-ofaktorer. Halten av DAP korrelerade till sämre arbetsminne, och annat samt full-scale IQ. Barn vars mammor fanns i högsta kvintilen hade i snitt 7 IQ-poäng lägre jmf med de i lägsta kvintilen. Men barnens egna urinhalter visade inget konsistent mönster.

73 Är det så här? Borde det vara?

74 Effekter på hormoner och fortplantning Djurförsök Många vanliga pesticider är hormonstörande, stör reproduktionen eller ger fosterskador Exemplet vinklozolin; konazoler Epidemiologi Föräldrar i pesticidexponerade yrkesgrupper risk för abort, förlängd TTP, störd könsutveckling, nedsatt fertilitet Men exponeringsdata otillräckliga för definitiva konklusioner

75 Nu finns mera övertygande prospektiv undersökning (men ingen mätning av pesticider) : Andersen 2008: 113 gravida kv med arbete i växthus i Dmk. 91 söner bedömdes exponerade under grav. och 22 oexponerade. Kryptorkidism vid 3 mån 6,2 (3,0-12,4) % bland exponerade mot 1,9 (1,2-3,0) % bland andra pojkar i Köpenhamnsområdet. De 91 sönerna hade också påverkan på könshormonerna och mindre penisar. Gabel 2011 bekräftade i en registerbaserad kohortstudie av gravida med arbete inom hortikultur (n=1468) att en viss överrisk för kryptorkidism fanns hos sönerna jmf med dansk bakgrundsbefolkning.

76 Tumörsjukdomar i yrkesgrupper Stort antal studier visar överrisker för vissa tumörer i olika exponerade yrkesgrupper Men exponeringen oftast dåligt kartlagd IARC 1991: insekticidanvändning troligen cancerogent Fabriksanställda och sprutförare exponerade för klorfenoxisyror med kontamination av dioxiner vissa överrisker Fruktodlare och trädgårsdsmästare: hjärntumörer, bl a äldre svensk studie Svensk kohort av sprutförare och barn

77 Cancer bland svenska sprutförare och deras barn manliga licensierade sprutförare, barn Sprutförarna: prostata, testikel, lymfom, lymfatisk leukemi, nervsystemet, sköldkörteln; minskat med åren Barnen: ingen ökad risk för cancer totalt men ökat för nervsystemets och Hodgkins lymfom Rodvall 2007

78 VIKTIGT FÖR FRAMTIDEN Varmare och fuktigare klimat i Sverige Om inte förändrade produktionsförhållanden kan man befara högre skadetryck och mer exponering för växtskyddsmedel Producenterna av medlen borde ta fram metoder att övervaka exponeringen för mänskor (och djur) Referenser kan erhållas från margareta.littorin@med.lu.se