Pesticide use in banana plantations in Costa Rica - A review of environmental and human exposure, effects and potential risks.

Abstract

Biodiversity is declining on a global scale. Especially tropical ecosystems, containing most of the planetary biodiversity, are at risk. Agricultural monocrop systems contribute to this decline as they replace original habitats and depend on extensive use of synthetic pesticides that impact ecosystems. In this review we use large-scale banana production for export purposes in Costa Rica as an example for pesticide impacts, as it is in production for over a century and uses pesticides extensively for more than fifty years. We summarise the research on pesticide exposure, effects and risks for aquatic and terrestrial environment, as well as for human health. We show that exposure to pesticides is high and relatively well studied for aquatic systems and humans, but hardly any data are available for the terrestrial compartment including adjacent non target ecosystems such as rainforest fragments. Ecological effects are demonstrated on an organismic level for various aquatic species and processes but are not available at the population and community level. For human health studies exposure evaluation is crucial and recognised effects include various types of cancer and neurobiological dysfunctions particularly in children. With the many synthetic pesticides involved in banana production, the focus on insecticides, revealing highest aquatic risks, and partly herbicides should be extended to fungicides, which are applied aerially over larger areas. The risk assessment and regulation of pesticides so far relies on temperate models and test species and is therefore likely underestimating the risk of pesticide use in tropical ecosystems, with crops such as banana. We highlight further research approaches to improve risk assessment and, in parallel, urge to follow other strategies to reduce pesticides use and especially hazardous substances.La biodiversidad está disminuyendo a escala global. Especialmente los ecosistemas tropicales, que contienen la mayor parte de la biodiversidad planetaria, están en riesgo. Los sistemas agrícolas de monocultivo contribuyen a este declive al reemplazar hábitats originales y depender del uso extensivo de pesticidas sintéticos que impactan los ecosistemas. En esta revisión, utilizamos la producción de banano a gran escala para fines de exportación en Costa Rica como un ejemplo de los impactos de los pesticidas, ya que se ha producido durante más de un siglo y se utilizan pesticidas extensivamente durante más de cincuenta años. Resumimos la investigación sobre la exposición a pesticidas, los efectos y los riesgos para el medio ambiente acuático y terrestre, así como para la salud humana. Mostramos que la exposición a pesticidas es alta y relativamente bien estudiada para los sistemas acuáticos y los humanos, pero casi no hay datos disponibles para el compartimento terrestre, incluyendo ecosistemas adyacentes no objetivo como fragmentos de selva tropical. Los efectos ecológicos se han demostrado a nivel orgánico para diversas especies y procesos acuáticos, pero no están disponibles a nivel poblacional y comunitario. Para los estudios de salud humana, la evaluación de la exposición es crucial, y los efectos reconocidos incluyen diversos tipos de cáncer y disfunciones neurobiológicas, especialmente en niños. Dada la gran cantidad de pesticidas sintéticos utilizados en la producción bananera, el enfoque en los insecticidas, que revelan los mayores riesgos acuáticos, y en parte en los herbicidas, debería extenderse a los fungicidas, que se aplican aéreamente en áreas más extensas. La evaluación de riesgos y la regulación de los pesticidas se basan hasta la fecha en modelos de clima templado y especies de prueba, por lo que es probable que subestimen el riesgo del uso de pesticidas en ecosistemas tropicales, con cultivos como el banano. Destacamos nuevos enfoques de investigación para mejorar la evaluación de riesgos y, paralelamente, instamos a seguir otras estrategias para reducir el uso de pesticidas, especialmente de sustancias peligrosas.