Modeller af pesticideksponeringer i danske frugtplantager og væksthuse samt værnemidlers effektivitet
1 Indledning
1.1 Baggrund
1.1.1 Eksponeringsmodeller
Skøn for størrelsen af den eksponering, som arbejdere der håndterer pesticider bliver udsat for under forskellige arbejdsforhold, kan hentes fra mange kilder i litteraturen. Disse resultater har dannet grundlag for flere databaser og eksponeringsmodeller.
I en pesticidregistreringsproces under første trin af en risikovurdering, kan man fra disse databaser udlede, i hvor høj grad man kommer i kontakt med pesticider under forskellige arbejdsforhold. Resultatet fra denne indledende vurdering kan resultere enten i en godkendelse af pesticidet eller i at der kræves yderligere forsøg.
I EU har ”risikomodeller” i registreringsprocessen været anvendt i udbredt grad, men der har ikke været enighed landene imellem om hvilke der skulle anvendes.
I Europa har man anvendt de tre nedennævnte modeller:
- den engelske model UK POEM, (JMP, 1986. UK POEM, 1992) er især baseret på data fra pesticidindustrien, men indeholder også data fra studier i England sat i gang af de engelske myndigheder.
- den tyske model (Lundehn et al., 1992) består primært af data fra forsøg udført af den tyske pesticidindustri under tyske forhold.
- den hollandske model (van Hemmen, 1992a+b, van Goldstein Brouwers et al., 1996) består af data fra den åbne litteratur samt studier fra universiteter eller myndigheder i Holland.
Af nyere databaser i Europa i dag skal nævnes RISKODERM (se afsnit 5.1.1) fra et EU projekt og den hollandske model DREAM (van Wendel de Joode, 2004).
Sidst i rækken skal nævnes EUROPOEM(http://europoem.csl.gov.uk (juni 2006)) finansieret som EU concerted action (et fælles samarbejde imellem flere institutioner, oftest fra flere forskellige nationer). Denne database er computerbaseret og indeholder i udpræget grad data fra europæiske landbrugsscenarier samt udsprøjtninger med håndbåren sprøjteudstyr og re-entry i væksthuse.
- AIR3 CT93-1370, EUROPOEM I, indeholder aktiviteter vedrørende sprøjtearbejdere under europæiske forhold
- FAIR3-CT96-1406, EUROPOEM II, indeholder re-entry (dette at gå ind i en sprøjtet afgrøde og arbejde)og bystander (betegnelsen for mennesker, der ikke deltager i arbejdet, men passerer forbi arbejdsstedet) eksponering under europæiske forhold
En del data for sprøjtearbejdere er tilgængelige i en veludviklet computerbaseret database på EUROPOEM`s hjemmeside. Databasen er velegnet for ”subsetting”, det vil sige, at der er mulighed for valg af forskellige eksponeringscenarier (arbejdsforhold), hvor man undersøger risikoen for at komme i kontakt med pesticider. Der mangler dog data for visse scenarier, især væksthus- og frugtavlsudsprøjtninger.
Fælles for de ovennævnte databaser er, at deres data generelt er frembragt un-der forhold, som ligger i betydelig afstand til praktiske forhold. Dette er til-stræbt af flere årsager. For at kunne frembringe data med en god reproducerbarhed, foretages disse studier ofte under en eller anden form for kvalitetssikring. På denne måde tvinges studierne ind i en ensartethed, som her er uhensigtsmæssigt. Målet må helt klart være, at fremstille en model, der kan beregner risikoen for eksponering under praktiske forhold.
Sammenlignes resultaterne i de forskellige databaser ses det, at der oftest forekommer lave eksponeringer i de databaser, hvor især industrien har frembragt data (Kangas & Sihvonen, 1996). Balancen er svær: Studierne skal være konklusive, genspejle praksis samt acceptere en vis grad af variation, som man ved opstår under praktiske forhold.
Som et resultat af et internationalt samarbejde udkom i 1997 en vejledning til brug ved studier af pesticideksponering i landbruget (OECD, 1997). Heri omtales forskellige metoder til måling af eksponering og fordele/ulemper ved de forskellige metoder diskuteres. Kvalitetskontrol for studierne specificeres, og forsøgsdesign gennemgås. De enkelte problematikker specificeres i bilag. Desuden indeholder Guiden et bilag med forklaringer på specielle udtryk om eksponering.
1.1.2 Eksponering ved fyldning og udsprøjtning
Disse undersøgelser består af to sammensatte arbejdsfunktioner, først en afvejning, påfyldning og opblanding af pesticidet i tanken, dernæst en udsprøjtning af den færdigblandede pesticidvæske. Kilden til eksponering er her den håndterede mængde pesticid.
Scenarierne udført i frugtavlen og i væksthusene er forskellige. I frugtavlen udsprøjtes med en traktormonteret tågesprøjte, medens der i væksthusene arbejdes med en håndholdt højtrykslanse.
Oftest håndteres langt større mængder af pesticider i frugtavlen end i væksthuse.
På EUROPOEM´s hjemmeside, http://europoem.csl.gov.uk, (juni 2006) kan resultater fra studier i landbruget hentes fra EUROPOEM databasen.
I Danmark er der tidligere gennemført undersøgelser af handskers beskyttelsesevne under scenarierne fyldning og udsprøjtning i landbruget samt for det samlede scenarium fra væksthuse (Kirknel & Sjelborg, 2003).
1.1.3 Re-entry eksponering
Ved re-entry eksponering forstås den eksponering en medarbejder bliver udsat for, når der arbejdes med en pesticidbehandlet kultur. Re-entryeksponeringen kan stamme fra forekomster af pesticider i luften (rester fra udsprøjtningen, pesticider som damper af fra behandlede emner, planter, gulve, vinduer, ophvirvling af støv) samt fra den direkte hudkontakt med den behandlede afgrøde og udstyr. Kontakten med den behandlede afgrøde er langt den vigtigste kilde.
Den potentielle eksponering (den eksponering man vil modtage på hele kroppen, hænderne og ved indånding, hvis man ikke bar klæder) afhænger af pesticidets kemisk/fysiske egenskaber samt af den type af arbejde, der udføres.
Den mest præcise måde at korrelere effekter på, er ved biologisk monitorering. Herved måles pesticidet og dets metabolitter i en af kropsvæskerne. Men sådanne undersøgelser er specifikke for pesticidet, og resultaterne kan derfor kun i meget begrænset omfang indgå i modeller, som skal kunne anvendes for pesticider generelt.
De første registrerede tilfælde af skadelige effekter på arbejdere, dateres så tid-ligt som først i 50’erne. Omtalen af skadelige effekter fra californiske citrusafgrøder, vindruer og bomuld startede diskussionen om re-entry intervaller (Nigg, 1980, Maddy et al., 1990). Ved et re-entry interval forstås det tidsrum, der mindst skal gå imellem udsprøjtningen og en re-entry af medarbejdere. Popendorph & Leffingwell angiver flere re-entry intervaller (Popendorph & Leffingwell, 1982).
Kilden til eksponering ved re-entry er den behandlede afgrøde. Gunther og hans medforfattere diskuterer nedbrydningsforløb for pesticider på planteblade. Begrebet ”fjernbar rest af pesticider på behandlede overflader” (Dislodgeable Foliar Residue, DFR) introduceres nu i risikovurderingen
(Gunther et al., 1977).
I 1977 foreslår Iwata og hans medforfattere en metode til bestemmelse af DFR. Metoden består i at udstanse bladplader og derefter afvaske med vand tilsat en mild syntetisk sæbe (Iwata et al., 1977). I 1991 gennemgås de forskellige metoder, som alle er varianter af Iwata’s metode. Udstansning af bladet medfører dog en uheldig såring af det subkutikulære væv, hvorved systemiske pesticider bliver frigjort (Dong et al.,1991).
I Sverige udvikles en interessant ekstraktions teknik til DFR bestemmelse. Til bladet tilsættes små volumener etanol, hvorefter ekstraktet suges af planten med ”Wettex” filtre. Herved undgås at skade det subkutikulære væv, men sandsynligvis vil voksbelægninger på bladoverfladen opløses (Papantoni et al., 1995).
Timme et al., (1986) karakteriserer i 420 forsøg nedbrydningen af pesticider på planter. 35% af forsøgene har ”best fit” til 1. ordens reaktioner, 35% til højere ordens reaktioner. Nedbrydningen af pesticider er meget specifik og umulig at konkludere på generelt. Som en vigtig interfererende faktor for ned-brydningen nævnes afgrøden.
Finske forsøg viser god korrelation imellem udsprøjningen af pesticid og hudeksponering målt ved biologisk monitorering (Jauhiainen et al., 1992). Andre finske forsøg med mevinphos refererer om en god korrelation imellem øget nedbrydning af pesticid og relativ nedsættelse af re-entry hudeksponering i finske væksthuse (Kangas et al., 1993).
1.1.4 Tranferkoefficienten
At der eksisterer en sammenhæng imellem hudeksponering (dosis/tid) og DFR (dosis/areal) synes umiddelbart naturligt.
Transferkoefficienten med enheden cm²/t, giver et udtryk for hvor mange cm² en medarbejder bliver eksponeret med pr time. Eller rettere hvor stor en dosis, der kan forekomme på det angivne bladareal. Poppendorph og Leffingwell (1982) finder en god lineær sammenhæng imellem de to variable over et bredt område af værdier.
Både afgrødetype, arbejdsfunktion samt individuelle personforskelle påvirker transferkoefficienten. Nigg et al. (1984) beretter om forsøg med god overensstemmelse mellem resultater fra restindhold på bladene og pesticidindholdet på de forskellige Patch. Forsøget gennemføres under høstarbejde i Californiske appelsinplantager.
Zweig et al. (1985) finder ligeledes sammenhæng mellem hudeksponering med pesticider og DFR. Her findes meget varierende transferkoefficient fra 800 til 61.000 cm²/t., med et gennemsnit på 5.000 cm²/t. Denne værdi blev foreslået som et generelt udgangspunkt. Samtidig understreger Zweig et al. (1985) at der er et behov for yderligere undersøgelser i specifikke afgrøder/ pesticider. Krieger et al. (1990, 1992) finder transferkoefficienter fra 1.000 til 400.000 cm²/t for forskellige typer af arbejde.
I væksthuse med sylteagurker, roser og gerbera findes transferkoefficient på 700 cm²/t (Goediche er al., 1989). Forskellige pesticiders halveringstider på sprøjtede afgrøder angives af Goediche (1987, 1988a, 1988b, 1989).
I studier fra Holland sprøjtes forskellige pesticider på roser og nelliker. Ved sortering og bundtning af roser findes lavere transferkoefficienter end ved samme arbejde med nelliker. For roser er transferkoefficient 1.200-6.250 cm²/t, for nelliker 2.800-10.000 cm²/t, (Brouwer, D.H. et al., 1992a), (Brouwer, R. et al., 1992a, 1992b) og van Hemmen et al., 1992).
En af grundene til de meget forskellige transferkoefficienter er, at der selvom OECD guidelines (OECD, 1997) nævner de mulige opsamlingsmetoder, udføres de forskellige forsøg åbenbart også ved at kombinere de forskellig metoder.
Undersøgelser vedrørende indånding i væksthuse viser at aerosoler og dampe kan forefindes efter flere dage ved lave temperaturer, (Williams, 1978, Wil-liams et al., 1980, Lindquist et al., 1987, Liesivvuori et al., 1988, Brouwer, D.H. et al., 1992b, Kangas et al., 1993). Baseret på disse undersøgelser er det forsøgt at konkluderes for samtlige pesticider. Der kan arbejdes i et væksthus, hvis man har haft åbne vinduer i 2 timer, 6 timer efter udsprøjtningen. Pesticider med et damptryk større end 10 mPa ved 20oC kræver dog jævnlig udluftning i væksthuset de næstfølgende par dage. Normalt bygges drivhusene ret utætte og de sidstnævnte udluftninger vil i varme perioder ikke være nødvendige. Ved anvendelse af store vandmængder kræves der ved ikke-fordampbare pesticider kun 8 timers re-entry interval eller 1 times udluftning, (Brouwer, D.H. et al., 1992b). Eksponering via inhalering anses for at være lav. Resuspension af partikler fra pulvere kan dog være et problem under arbejde med behandlede planter (Brouwer, D.H. et al., 1990, Brouwer R et al., 1993).
Selv lang tid efter sprøjtning, kan eksponering fra importerede prydplanter være betragtelig(i ppm niveau) (Morse et al., 1982). Cholinesterasehæmning konstateres ved høst af chrysanthemum behandlet 10-12 dage tidligere (Löbel & Schunk, 1982).
I Danmark er der gennemført forsøg med pesticideksponeringer under re-entry i danske væksthuse (Kirknel et al., 1997). I projektet indgår 5 aktive stoffer, 12 forskellige potteplantekulturer og eksponeringen måles på hele kroppen ved forskellige arbejdsrutiner. 21 transferkoefficienter beregnes. Indenfor hvert pesticid viser der sig en tendens til positiv korrelation imellem estimeret grad af kontakt (bedømt ud fra den pågældende arbejdsrutine), de sprøjtede planter og transferkoefficienten. Geometrisk gennemsnit for transferkoefficienter over 10 cm²/t, var 1.495 cm²/t ÷525 (nedre) og +4.257 (øvre) for en standardafvigelse (n=16). Som udgangspunkt i risikovurderingen foreslås en transferkoefficient for væksthusarbejdere på 7.000 cm²/t. Eksponering via indånding er lav i forhold til hudeksponeringen, ca. 3,5% af total.
I risikovurderingen ved re-entry er det nødvendigt at have oplysninger om de løst bundne rester DFR. Grunden hertil er, at korrelationen imellem udsprøjt-et pesticiddosis og DFR er pesticidspecifik. Disse værdier forudsættes at fore-ligge fra pesticidfirmaets side ved registreringsproceduren.
Til EUROPOEM II har WGR (Working Group on Re-Entry) kun fundet meget få gode datasæt for re-entry. I rapporten EUROPOEM II (van Hemmen et al., 2002) vedrørende bl.a. transferkoefficienter og DFR foreslås for håndeksponeringer nedenstående værdier for TK:
Grøntsager: 2.500 cm²/t
Træfrugt: 4.500 cm²/t
Jordbær: 3.000 cm²/t
Prydplanter: 5.000 cm²/t
1.1.5 Beskyttelsesevnen for beskyttelsesbeklædning
Et værnemiddels beskyttelsesevne kan angives i % og defineres som:
- Aktuel eksponering = mængde af pesticid på hudoverfladen
- Potentiel eksponering = summen af pesticidmængden på hudoverfladen, på arbejdsbeklædningen samt på beskyttelsesbeklædningen (eller sagt med andre ord: (den eksponering man vil modtage på hele kroppen, hænderne og ved indånding, hvis man ikke bar klæder).
De i afsnit 1.1.1 nævnte modeller er opbygget af resultater, der stammer fra mange forskellige studier, både fra de enkelte lande samt fra internationale publikationer.
1.2 Projektets problemformulering og hypoteser
1.2.1 Problemstilling
Registreringsproceduren af pesticider i Danmark foretages af Miljøstyrelsen. Ved den tilhørende risikovurdering af pesticidets anvendelse har man brug for eksponeringsmodeller. Det er et problem, at man mangler gode eksponerings-modeller fra både væksthuse og frugtplantager. Dette gælder specielt arbejdet med fyldning af tanke, udsprøjtning på kulturer samt det efterfølgende arbejde med de behandlede kulturer, kaldet re-entry. Endvidere savnes oplysninger om, hvor godt beskyttelsesbeklædningen og arbejdsbeklædningen beskytter de medarbejdere, der fylder sprøjtetank og udsprøjter pesticiderne samt de der efterfølgende arbejder med kulturerne. Da hænderne ofte er den kropsdel, der eksponeres mest under arbejdet med pesticider, er data for handskebeskyttelse særlig vigtige.
Der er tidligere gennemført danske undersøgelser af både handsker og beklædning under pesticidarbejde i væksthuse ved re-entry (Kirknel et al., 1997). Endvidere foreligger der undersøgelser af handskes beskyttelsesevne under brug i landbrug og i væksthuse (Kirknel & Sjelborg, 2003). Men der mangler danske data for hvorledes kroppen beskyttes både under arbejde i frugtavlen og i væksthuse under forskellige scenarier. Her tænkes både på beskyttelsesbeklædning samt arbejdsbeklædning.
1.2.2 Formål og mål
Formålet med at gennemføre undersøgelserne er at give Miljøstyrelsen et redskab til anvendelse i registreringen af nye pesticider i Danmark.
I registreringsproceduren ved risikovurderingen anvendes eksponeringsmo-dellerne til estimering af hvilke pesticiddoser danske arbejdere får på kroppen under fyldning af sprøjtetank eller ved arbejde med pesticidbehandlede af-grøder. I de tilfælde, hvor de beregnede doser overskrider grænseværdierne for den acceptable dosis, AOEL, (Acceptable Operator Exposure Level,) er der en mulighed for at reducere eksponeringen, for eksempel ved anvendelse af beskyttelsesbeklædning. Derfor er beskyttelsesevnen for både arbejdsbe-klædning og beskyttelsesbeklædning vigtige informationer.
Desuden har de arbejdere der håndterer pesticider brug for anvisninger i kor-rekt anvendelse af bedst mulig arbejdsbeklædning og beskyttelsebeklædning.
Endvidere kan det undersøges i hvor høj grad adfærdsfaktorer påvirker be-skyttelsesevnen.
Målet med gennemførelsen af studierne i dette projekt er:
- at frembringe danske modeller over pesticideksponeringen af arbejdere, som udfører sprøjtearbejde og herefter arbejder med de behandlede kulturer/afgrøder i frugtavlen og i væksthuse.
- at fremskaffe danske data for værnemidlernes effektivitet under disse arbejdsfunktioner
1.2.3 Hvad mangler?
Der mangler således realistiske eksponeringsmodeller for danske frugtavls- samt væksthusarbejdere i arbejdet med pesticider.
Der mangler ligeledes realistiske data for hvorledes almindelig arbejdsbeklæd-ning samt speciel beskyttelsesbeklædning beskytter danske frugtavls- og væksthusarbejdere i arbejdet med pesticider.
1.2.4 Hvad vil projektet søge svar på?
Projektet vil frembringe eksponeringsmodeller for de kombinerede scenarier fyldning af sprøjtetank samt efterfølgende udsprøjtning med tågesprøjte i frugtavlen og med håndholdt højtrykssprøjteudstyr i væksthusene.
Endvidere frembringes eksponeringsmodeller for re-entry scenarier efter o-vennævnte pesticidbehandlinger i frugtavlen og i væksthusene.
Desuden kvantificeres både arbejdsbeklædningers, beskyttelsesbeklædningers samt beskyttelseshandskers evne til at beskytte imod pesticideksponering i o-vennævnte scenarier.
I udsprøjtningsscenarierne i både frugtavl og væksthus, undersøges beskyttelsesevnen af en almindelig arbejdsbeklædning (T-shirts eller skjorte og cowboybukser), en beskyttelsesbeklædningen som består af en engangsheldragt med hætte kaldet coverall samt en langskaftet, halvsvær nitrilhandske.
I re-entry scenarierne undersøges en almindelig arbejdsbeklædning (T-shirts, skjorter og cowboybukser) samt en let nitrilhandske.
1.2.5 Hypoteser
Det er vores hypotese, at følgende kan påvises i dette projekt:
1.2.5.1 Modeller for fyldning af tank og efterfølgende udsprøjtning
- at den potentielle kropseksponering i frugtavlen er mindre end 30 mg/kg aktivt stof håndteret samt at den potentielle håndeksponering også er mindre end 30 mg/kg aktivt stof håndteret
- at den potentielle håndeksponering i væksthuse er 25 mg/kg aktivt stof håndteret og dermed understøtter de tidligere danske undersøgelser for handsker samt at kropseksponeringen her er mindre end 1.000 mg/kg aktivt stof håndteret
1.2.5.2 Modeller for re-entry
- at transferkoefficienten i eksponeringsmodellerne for frugtavl er mindre end 12.000 cm²/t som angivet i EUROPOEM II rapporten
- at transferkoefficienten i eksponeringsmodellerne for væksthuse for håndbelastningen er mindre end 5.000 cm²/t som angivet i EUROPOEM II samt at transferkoefficienten for anden kropsbelastning er omkring 2.500 cm²/t som beskrevet af Kirknel et. al, 1997
1.2.5.3 Beskyttelsesevnen for beklædning i forsøg med fyldning og udsprøjtning
- at beskyttelsesevnen for engangsheldragten (coverall) i frugtavl er større end 90% samt 50-70% for den underliggende arbejdsbe-klædning
- at beskyttelsesevnen for engangsheldragten(coverall) i væksthuse er mindre end 90% men større end 70% samt 50-70% for den underlig-gende arbejdsbeklædning
- at beskyttelsesevnen for svære nitrilhandsker er større end 95% og derved understøtter de tidligere danske undersøgelser(Kirknel & Sjel-borg, 2003)
1.2.5.4 Beskyttelsesevnen for beklædning i forsøg med re-entry
- at beskyttelsesevnen for almindelig arbejdsbeklædning både i frugtavl og væksthus er større end 90%.
- at beskyttelsesevnen for let nitrilhandsker er større end 97% og dermed understøtter tidligere danske undersøgelser(Kirknel & Sjelborg, 2003)
Det tilstræbes at vælge typer af frugtplantager og væksthuse, der er repræsen-tative for erhvervet. Undersøgelserne gennemføres i den tidsperiode hvor virk-somheder normalt gennemfører de pågældende arbejdsprocesser.
Version 1.0 September 2007, © Miljøstyrelsen.