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
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.
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
Varför bry sig om rester i människor? Hälsoeffekterna Allergi, luftvägs- och hudsjukdom Akut toxicitet Kronisk toxicitet Fortplantningsstörningar Fosterskador Genotoxicitet och Cancer
Försåld mängd kemiska bekämpningsmedel (verksamt ämne 1986-2011). Utgångspunkt är medeltalet 1981-1985. Källa:Kemikalieinspektionen
KÄLLA: Kemikalieinspektionen
Växtskyddsmedel i jordbruk o trädgård 2011 4,2 miljoner doser 10% mer än 2010 Men 5% mindre än föregående 5 år Skadetryck Hamstring
Sockerbetor, höstvete, potatis, frukt och grönt och bär. Ex. svampmedel Skåne knappt 20% av åkerareal, 50% av medlen, 50% av trädgårdsnäringen.
Allmänbefolkningens exponering Via livsmedel: kosten Via livsmedel: dricksvatten (egen brunn!)? Hemanvändning Läkemedel mot hårlöss o skabb Fritidsverksamhet? Bostadens läge? Kläder, skor, möbler Yrkesanvändning
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
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
Livsmedelsverkets kontroller av bekämpningsmedelsrester SLV 2007
Halter över gränsvärdet MRL i stickprov av frukt och grönt 1998-2007 Upp igen 2008 KÄLLA: SLV 2008
Importgrödor där rester oftast påvisats 1990-2005 SLV 2007
Svenskodlat där rester oftast påvisats 1990-2005 SLV 2007
Livsmedelsverket 2009-03-31: 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!
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
Pesticides in Swedish waters 1985-2001 (5352samples) * Källa: SLU:s Pesticiddatabas Många studier genom åren från olika instanser har därefter visat att enskilda vattentäkter mest kontaminerade av dricksvattenkällorna
SGU: Drygt en miljon permanentboende har egen brunn, ungefär lika många på semestern
Bild: Hedvig Christiansson
Hedvig Christiansson: Bekämpningsmedel i Skånska brunnar. Examensarbete miljövetenskap, Inst. för miljövetenskaplig utbildning, LU. Endast i 17 av Skånes 33 kommuner fanns uppgifter 2009-2010 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.
Amir Arvin Examensarbete för masterexamen Miljö- och hälsoskydd, Inst för Miljövetenskap 2012
100 brunnar i Landskrona 2005-06 Bekämpningsmedelsrester i 43%, otjänligt i 35%
Pesticidrester i 50 av de brunnarna i Landskrona undersöktes ånyo 2010-11 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
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.
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
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)
Undersökta grupper Allmän stadsbefolkning 2004-05: N=100 Allmän stadsbefolkning 2005-07: N=116 Vegetarianer 2005-06: N=40 Invandrargrupper 2006-09: N=50 Boende på landsbygd 2010-11: N=79 Yrkesexponerade plantskola 2008: N=8 Växthus 2010-11: N=50
Urinutsöndring efter intag av 200 µg 2,4-D per os Utsöndringsförloppet kan studeras. Halveringstider kan beräknas.
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 0 2 4 4 8 7 2 9 6 1 2 0 1 4 4 1 6 8 T id (tim )
When to sample? Several times! Egentligen alltså! 8000 7000 Urinary HHP acid (nmol/mmol creatinine) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 5 10 15 20 25 Time of sampling (day)
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
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
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 2004-05 N=100 6 17 1-94 27 99 19 98-100 92 Allm.bef. b 2005-07 N=116 17 12 0-62 34 91 19 96 - - - Vegetarian b 2005-06 N=40 10 5 0-90 22 95 25 87 - - - Invandrare b,c 2006-09 N=50 19 17 2 68 d 81 54 98 62 96 74 d - - Landsbygd b 2010-11 N=79 a Dygnsurin; b Morgonurin; c Nya från f.d. Jugoslavien (N=25) och Thailand (N=25); d Endast Thailand. 16 14 0 14 92 25 68 62 76 43 100 90
Halterna av olika pesticider i allmän stadsbefolkning påverkades av Årstid Kön Ålder Och av följande:
Allmänbefolkning 2004-05 6,000 100 5,000 2,4-D, d.j. (ng/ml) 4,000 3,000 2,000 99 98 91 1,000 97 89 0,000 78 Nej Föredrar Krav-märkt Ja Allmänbefolkning 2004-05. 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.
Vegetarianer 2005-06 10,00 285 8,00 ETU, d.j. (ng/ml) 6,00 4,00 2,00 303 272 284 288 277 298 0,00 De flesta Inte, enstaka, några Intagit ekologiska livsmedel före prov Vegetarianer 2005-06. Skillnad i urinhalt av ETU i relation till intaget av ekologiska livsmedel veckan före prov: p=0,1, MWU. ML 2010
Vinklozolin/iprodion och mankozeb används i odling av vindruvor
Allmänbefolkning 2004-05 8,00 259 6,00 ETU, d.j. (ng/ml) 4,00 2,00 224 300 282 291 292 0,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning 2004-05. Skillnad i urinhalt av ETU i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p=0,1, MWU.
Allmänbefolkning 2005-07 10,00 78 8,00 ETU, d.j. (ng/ml) 6,00 4,00 120 74 109 26 93 2,00 106 16 44 97 58 103 0,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning 2005-07. Skillnad i urinhalt av ETU i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011
Allmänbefolkning 2004-05 25,00 218 20,00 3.5-DKA, d.j. (ng/ml) 15,00 10,00 236 237 277 293 244 284 298 297 5,00 0,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning 2004-05. Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p=0,06, MWU.
Allmänbefolkning 2005-07 40,00 3.5-DKA, d.j. (ng/ml) 30,00 20,00 10,00 46 112 23 9 121 94 21 43 63 92 26 109 0,00 Nej Vin före prov Ja Allmänbefolkning 2005-07. Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA i relation till konsumtion av vin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011
Allmänbefolkning 2005-07 40,00 3.5-DKA, d.j. (ng/ml) 30,00 20,00 10,00 9 21 26 121 46 94 43 95 0,00 83 Nej Ja Vindruvor/russin före prov Allmänbefolkning 2005-07. Skillnad i urinhalt av 3,5-DKA och vindruvor/russin veckan före prov: p<0,0001, MWU. ML 2011
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
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
Minst 500 golfbanor i Sverige 2009. 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.
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;61:1168-78.
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
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
Boende på landsbygden 2010-11 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.
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
Source: N Palmgren
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:
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 10-14 h, respectively. Over 90% of the doses were excreted within 48 h.
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.
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
Exposure biomarkers in gardeners CCC (µg/g creatinine) Mean Med Range 5% 95% No work 8.3 3.6 0.23-183 0.72 22 After work 26 16 2.7-193 2.9 96 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).
Exposure in general populations and gardeners CCC (µg/g creatinine) Population Mean Med Range 5% 95% Greenhouse (N=50) No work 8.3 3.6 0.23-183 0.72 22 After work 26 16 2.7-193 2.9 96 Urban (N=93) 6.1 4.7 0.44-30 0.87 19 Rural (N=79) 4.4 2.4 0.25-32 0.40 17 Rural during period 8.1 5.7 0.31-32 0.53 27 of spraying in fields nearby (N=20 out of the 79)
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.
Pågående projekt: Allmänbefolkning: 100 medelålders kvinnor Växthus- och trädgårdsprojekt: exponering för andra medel (Imazalil, pyrimetanil)., undersökning av effekter
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
Hälsoeffekter av bekämpningsmedel Allergi, luftvägs- och hudsjukdom Akut toxicitet Kronisk toxicitet Fortplantningsstörningar Fosterskador Genotoxicitet och Cancer
Akut toxicitet Fungicider låg Insekticider hög Herbicider varierande Retarderingsmedel låg
Akuta förgiftningar och dödsfall globalt, uppskattning 1985 och 2008 (WHO, ILO) Typ Förgiftningar Dödsfall Oavsiktligt 1 000 000 20 000 Avsiktligt 2 000 000 220 000
Nervsystemet Många pesticider är neurotoxiska Kan ge akuta neurologiska symtom Kroniska neurologiska symtom/ Beteendestörningar Parkinson s sjukdom
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
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
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
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
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.
Är det så här? Borde det vara?
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
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.
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
Cancer bland svenska sprutförare och deras barn 65 000 manliga licensierade sprutförare, 116 000 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
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