Aerial application of mancozeb and urinary ethylene thiourea (ETU) concentrations among pregnant women in Costa Rica: the Infants' Environmental Health Study (ISA)

Abstract

Background: Mancozeb and its main metabolite ethylene thiourea (ETU) may alter thyroid function; thyroid hormones are essential for fetal brain development. In Costa Rica, mancozeb is aerially sprayed at large-scale banana plantations on a weekly basis. Objectives: Our goals were to evaluate urinary ETU concentrations in pregnant women living near large-scale banana plantations, compare their estimated daily intake (EDI) with established reference doses (RfDs), and identify factors that predict their urinary ETU concentrations. Methods: We enrolled 451 pregnant women from Matina County, Costa Rica, which has large-scale banana production. We visited 445 women up to three times during pregnancy to obtain urine samples (n = 872) and information on factors that possibly influence exposure. We determined urinary ETU concentrations using liquid chromatography mass spectrometry. Results: Pregnant women’s median urinary ETU concentrations were more than five times higher than those reported for other general populations. Seventy-two percent of the women had EDIs above the RfD. Women who lived closest (1st quartile, < 48m) to banana plantations on average had a 45% (95% CI: 23, 72%) higher urinary ETU compared with women who lived farthest away (4th quartile, ≥ 565m). Compared with the other women, ETU was also higher in women who washed agricultural work clothes on the day before sampling (11%; 95% CI: 4.9, 17%), women who worked in agriculture during pregnancy (19%; 95% CI: 9.3, 29%), and immigrant women (6.2%; 95% CI: 1.0, 13%). Conclusions: The pregnant women’s urinary ETU concentrations are of concern, and the principal source of exposure is likely to be aerial spraying of mancozeb. The factors predicting ETU provide insight into possibilities for exposure reduction.

Antecedentes: el mancozeb y su principal metabolito etilen tiourea (ETU) pueden alterar la función tiroidea; Las hormonas tiroideas son esenciales para el desarrollo del cerebro fetal. En Costa Rica, mancozeb se fumiga por vía aérea en plantaciones de banano a gran escala semanalmente. Objetivos: Nuestros objetivos fueron evaluar las concentraciones urinarias de ETU en mujeres embarazadas que viven cerca de grandes plantaciones de banano, comparar su ingesta diaria estimada (EDI) con las dosis de referencia establecidas (RfD) e identificar factores que predicen sus concentraciones urinarias de ETU. Métodos: Inscribimos a 451 mujeres embarazadas del condado de Matina, Costa Rica, que tiene una producción bananera a gran escala. Visitamos a 445 mujeres hasta tres veces durante el embarazo para obtener muestras de orina (n = 872) e información sobre los factores que posiblemente influyen en la exposición. Determinamos las concentraciones urinarias de ETU mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas. Resultados: Las concentraciones medias de ETU en orina de las mujeres embarazadas fueron más de cinco veces más altas que las informadas para otras poblaciones generales. Setenta y dos por ciento de las mujeres tenían EDI por encima de la RfD. Las mujeres que vivían más cerca (1er cuartil, <48 m) a las plantaciones de banano en promedio tenían una ETU urinaria un 45% (IC del 95%: 23, 72%) más alta en comparación con las mujeres que vivían más lejos (4to cuartil, ≥ 565 m). En comparación con las otras mujeres, la ETU también fue mayor en las mujeres que lavaron la ropa de trabajo agrícola el día anterior al muestreo (11%; IC del 95%: 4,9; 17%), las mujeres que trabajaron en la agricultura durante el embarazo (19%; IC del 95% : 9,3, 29%) y mujeres inmigrantes (6,2%; IC del 95%: 1,0, 13%). Conclusiones: Las concentraciones urinarias de ETU de las mujeres embarazadas son motivo de preocupación y es probable que la principal fuente de exposición sea la pulverización aérea de mancozeb. Los factores que predicen la ETU proporcionan información sobre las posibilidades de reducción de la exposición.

Introdução: O mancozebe e seu principal metabólito etilenotioureia (ETU) podem alterar a função tireoidiana; os hormônios da tireoide são essenciais para o desenvolvimento do cérebro fetal. Na Costa Rica, o mancozeb é pulverizado semanalmente em grandes plantações de banana. Objetivos: Nossos objetivos foram avaliar as concentrações urinárias de ETU em mulheres grávidas que vivem perto de plantações de banana em grande escala, comparar sua ingestão diária estimada (EDI) com as doses de referência estabelecidas (RfDs) e identificar fatores que predizem suas concentrações urinárias de ETU. Métodos: Foram matriculadas 451 gestantes do município de Matina, Costa Rica, que possui grande produção de banana. Visitamos 445 mulheres até três vezes durante a gravidez para obter amostras de urina (n = 872) e informações sobre os fatores que possivelmente influenciam a exposição. Determinamos as concentrações urinárias de ETU usando espectrometria de massa por cromatografia líquida. Resultados: As concentrações urinárias medianas de ETU de mulheres grávidas eram mais de cinco vezes maiores do que as relatadas para outras populações em geral. Setenta e dois por cento das mulheres tinham EDIs acima do RfD. Mulheres que viviam mais próximo (1º quartil, <48m) de plantações de banana em média tiveram uma ETU urinária 45% (IC 95%: 23, 72%) maior em comparação com mulheres que moravam mais longe (4º quartil, ≥ 565m). Em comparação com as outras mulheres, a ETU também foi maior em mulheres que lavaram roupas de trabalho agrícola no dia anterior à amostragem (11%; IC de 95%: 4,9; 17%), mulheres que trabalharam na agricultura durante a gravidez (19%; IC de 95%) : 9,3, 29%), e mulheres imigrantes (6,2%; IC 95%: 1,0, 13%). Conclusões: As concentrações urinárias de ETU das mulheres grávidas são preocupantes e a principal fonte de exposição é provavelmente a pulverização aérea de mancozebe. Os fatores que prevêem a ETU fornecem informações sobre as possibilidades de redução da exposição.