Passive monitoring techniques to evaluate environmental pesticide exposure: results from the Infant's Environmental Health study (ISA)

Abstract

Background: Pesticides used in agriculture may expose populations living nearby. Costa Rica is a major bananaexporting country, its production depends on extensive pesticide use. Objectives: To evaluate environmental pesticide exposure, we measured levels of current-use pesticides in air and dust from 12 schools in Matina County, Costa Rica, with passive sampling methods. Methods: We selected ten proximal and two non-proximal schools and placed polyurethane foam passive air samplers outdoors at each school, during four consecutive periods. At three of these schools, we also placed an active air sampler during the first 24 h of each sampling period. We collected passive dust samples by placing a glass Petri Dish at the inside of each school. We subsequently performed a chemical analysis of 18 pesticides, using gas chromatography with mass detector. Results: With passive air samplers we detected ten different pesticides: two insecticides, two nematicides, and six fungicides, of which nine reported to be used on banana plantations. More than half of the samples contained at least five pesticides. Chlorpyrifos was detected most-frequently, in 98% of samples, followed by the nematicides etoprophos and the fungicide pyrimethanil that were both detected in 81% of samples. Chlorpyrifos concentrations were five times higher in proximal as compared to non-proximal schools: mean = 18.2 ng/m3 (range =6.1–36.1) and mean=3.5 ng/m3 (range=<0.5–11.4) and varied more between schools than in time (intra-class correlation coefficient = 0.80). In general, results from passive and active samplers showed similar exposure patterns; yet median concentrations tended to be higher in passive samplers. In dust samples, mostly fungicides were detected; chlorothalonil was detected most frequently, in 50% of samples. Discussion: Passive air sampling is a promising technique to characterize environmental exposure to current-use pesticides; more studies are needed to characterize the sampling rates, reproducibility and optimum sampling times for passive samplers. School environments near banana plantations are contaminated with multiple pesticides that include insecticides, nematicides, and fungicides, which is of concern.

Antecedentes: los pesticidas utilizados en la agricultura pueden exponer a las poblaciones que viven cerca. Costa Rica es un importante país exportador de banano, su producción depende del uso extensivo de plaguicidas. Objetivos: Para evaluar la exposición ambiental a plaguicidas, medimos los niveles de plaguicidas de uso actual en el aire y el polvo de 12 escuelas en el condado de Matina, Costa Rica, con métodos de muestreo pasivo. Métodos: Seleccionamos diez escuelas proximales y dos no proximales y colocamos muestreadores pasivos de aire de espuma de poliuretano al aire libre en cada escuela, durante cuatro períodos consecutivos. En tres de estas escuelas, también colocamos un muestreador de aire activo durante las primeras 24 h de cada período de muestreo. Recolectamos muestras de polvo pasivo colocando una placa de Petri de vidrio en el interior de cada escuela. Posteriormente realizamos un análisis químico de 18 plaguicidas, mediante cromatografía de gases con detector de masas. Resultados: Con muestreadores pasivos de aire detectamos diez plaguicidas diferentes: dos insecticidas, dos nematicidas y seis fungicidas, de los cuales nueve reportaron ser utilizados en plantaciones de banano. Más de la mitad de las muestras contenían al menos cinco pesticidas. El clorpirifos se detectó con mayor frecuencia, en el 98% de las muestras, seguido por los nematicidas etoprofos y el fungicida pirimetanil, ambos detectados en el 81% de las muestras. Las concentraciones de clorpirifos fueron cinco veces más altas en las escuelas proximales en comparación con las no proximales: media = 18,2 ng / m3 (rango = 6,1-36,1) y media = 3,5 ng / m3 (rango = <0,5-11,4) y variaron más entre escuelas que en el tiempo (coeficiente de correlación intraclase = 0,80). En general, los resultados de muestreadores pasivos y activos mostraron patrones de exposición similares; sin embargo, las concentraciones medias tendían a ser más altas en muestreadores pasivos. En las muestras de polvo se detectaron mayoritariamente fungicidas; El clorotalonil se detectó con mayor frecuencia, en el 50% de las muestras. Discusión: El muestreo pasivo de aire es una técnica prometedora para caracterizar la exposición ambiental a los pesticidas de uso actual; Se necesitan más estudios para caracterizar las tasas de muestreo, la reproducibilidad y los tiempos de muestreo óptimos para los muestreadores pasivos. Los entornos escolares cerca de las plantaciones de banano están contaminados con múltiples pesticidas que incluyen insecticidas, nematicidas y fungicidas, lo cual es motivo de preocupación.

Antecedentes: Os pesticidas usados ​​na agricultura podem expor as populações que vivem nas proximidades. A Costa Rica é um grande exportador de banana, sua produção depende do uso extensivo de pesticidas. Objetivos: Para avaliar a exposição ambiental a pesticidas, medimos os níveis de pesticidas de uso atual no ar e na poeira de 12 escolas no condado de Matina, Costa Rica, com métodos de amostragem passivos. Métodos: Selecionamos dez escolas proximais e duas não proximais e colocamos amostradores de ar passivo de espuma de poliuretano ao ar livre em cada escola, durante quatro períodos consecutivos. Em três dessas escolas, também colocamos um amostrador de ar ativo durante as primeiras 24 horas de cada período de amostragem. Coletamos amostras de poeira passiva colocando uma placa de Petri de vidro no interior de cada escola. Posteriormente, realizamos uma análise química de 18 pesticidas, utilizando cromatografia gasosa com detector de massa. Resultados: Com amostradores de ar passivos, detectamos dez pesticidas diferentes: dois inseticidas, dois nematicidas e seis fungicidas, dos quais nove relataram ser usados ​​em plantações de banana. Mais da metade das amostras continham pelo menos cinco pesticidas. O clorpirifos foi detectado com maior frequência, em 98% das amostras, seguido pelos nematicidas etoprofos e o fungicida pirimetanil, ambos detectados em 81% das amostras. As concentrações de clorpirifos foram cinco vezes maiores em escolas proximais em comparação com escolas não proximais: média = 18,2 ng / m3 (faixa = 6,1-36,1) e média = 3,5 ng / m3 (faixa = <0,5-11,4) e variou mais entre as escolas do que no tempo (coeficiente de correlação intraclasse = 0,80). Em geral, os resultados de amostradores passivos e ativos mostraram padrões de exposição semelhantes; ainda assim, as concentrações médias tendem a ser mais altas em amostradores passivos. Em amostras de poeira, principalmente fungicidas foram detectados; o clorotalonil foi detectado com maior frequência, em 50% das amostras. Discussão: A amostragem passiva do ar é uma técnica promissora para caracterizar a exposição ambiental aos pesticidas de uso corrente; mais estudos são necessários para caracterizar as taxas de amostragem, reprodutibilidade e tempos de amostragem ideais para amostradores passivos. Os ambientes escolares próximos às plantações de banana estão contaminados com vários pesticidas que incluem inseticidas, nematicidas e fungicidas, o que é preocupante.