| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Kombinationseffekter af pesticider

7 Generelle konklusioner

• 7.1 Tokomponent blandinger
  • 7.1.1 Pesticider med samme virkningsmekanisme
  • 7.1.2 Pesticider med samme virkemåde og forskellige virkningsmekanismer
  • 7.1.3 Pesticider med forskellige virkemåder
• 7.2 Trekomponent blandinger

I de foregående to kapitler er resultaterne med to- og trekomponent blandinger præsenteret, og for hvert testsystem er resultaterne diskuteret kort og sammenholdt med den foreliggende viden på området. I dette kapitel vil resultaterne blive sammenholdt på tværs af testsystemer.

Som nævnt i kapitel 3 er der for hvert testsystem med undtagelse af de to testsystemer, som belyser de hormonforstyrrende effekter af pesticider, undersøgt 3 forskellige kategorier af tokomponent pesticidblandinger. De 3 kategorier af blandinger var henholdsvis 1) pesticider med samme virkningsmekanisme, 2) pesticider med samme virkemåde men forskellige virkningsmekanismer samt 3) pesticider med forskellige virkemåder.

Sammensætningen af trekomponent blandingerne blev foretaget på baggrund af resultaterne med tokomponent blandingerne. Intentionen var at undersøge trekomponent blandinger bestående af pesticider, hvor responsen af pesticiderne i blandinger to og to varierede. For trekomponent blandingernes vedkommende var det altså ikke pesticidernes virkningsmekanisme eller virkemåde, som blev lagt til grund for sammensætningen men derimod deres respons i de forudgående forsøg med tokomponent blandinger.

Et af de primære formål med nærværende projekt var at sammenstille resultater fra forsøg med pesticidblandinger fra forskellige standardiserede testsystemer, samt at undersøge om det var muligt at drage mere generelle konklusioner om pesticidblandingers effekt. I det følgende vil resultaterne med de 3 kategorier af pesticidblandinger derfor blive diskuteret samlet for alle testsystemer.

7.1 Tokomponent blandinger

7.1.1 Pesticider med samme virkningsmekanisme

For metsulfuron+triasulfuron og MCPA+mechlorprop's vedkommende var der tale om blandinger, som ikke blot har samme virkningsmekanisme, men som også er kemisk nært beslægtede, idet de tilhører samme kemiske gruppe (Tabel 2). For begge virkningsmekanismer gælder, at der findes herbicider med samme virkningsmekanismer, som tilhører andre kemiske grupper, men disse herbicidgrupper var ikke repræsenteret i forsøgene.

I modsætning til herbicidblandingerne, så tilhører de insekticider, der indgik i de 3 insekticidblandinger forskellige kemiske grupper, idet chlorfenvinphos og dimethoat tilhører gruppen af organofosfater, mens pirimicarb er et carbamat. Det betyder, at en af de undersøgte blandinger bestod af pesticider tilhørende samme kemiske gruppe, mens de to øvrige blandinger bestod af pesticider med grundlæggende forskellig kemisk strukturer.

Alle de pesticider, som blev undersøgt i MCF7 celleproliferationsassayet, virker østrogent ved at aktivere ER, men et af pesticiderne, fenarimol, har flere samtidige virkningsmekanismer, idet det også påvirker enzymer involveret i omsætningen af steroidhormoner og pesticider (cytochrom P450 enzymer). Da MCF7 cellerne udtrykker disse enzymer, kan denne mekanisme spille en rolle for, at netop blandinger, hvor fenarimol indgår, udviser antagonisme.

De pesticider, som blev undersøgt i AR reportergenassayet er alle i stand til at binde sig til og blokere AR. Selv om et af pesticiderne, prochloraz, kan påvirke en række enzymer, som vil have betydning for det samlede hormonforstyrrende respons in vivo (Vinggaard et al., 2000; Long et al., 2003), er det mindre sandsynligt, at denne mekanisme indvirker på responset i reportergenassayet, som netop er udviklet til at detektere direkte interaktioner med hormonreceptoren. De blandinger, som er testet i AR reportergenassayet, må derfor opfattes som pesticider med samme virkningsmekanisme.

I tabel 19 er resultaterne fra de 7 testsystemer sammenstillet med baggrund i resultaterne fra kapitel 5.

Klik her for at se Tabel 19

Sammenfattende kan det konkluderes, at tokomponent blandinger bestående af pesticider med samme virkningsmekanisme i alt overvejende grad udviste additivitet, og at de forholdsvis få blandinger, som ikke virkede additivt, i alle tilfælde har virket antagonistisk. En entydig synergistisk effekt blev ikke observeret med denne kategori af pesticidblandinger. Blandinger bestående af pesticider tilhørende samme kemiske gruppe adskilte sig ikke i deres respons fra blandinger bestående af pesticider tilhørende forskellige kemiske grupper. Antallet af pesticidblandinger per testsystem varierer fra en for alger til 5 for AR reportergenassayet, hvilket gør det vanskeligt at sammenligne testsystemerne indbyrdes. Ovenstående konklusioner er derfor ikke baseret på nogen statistisk analyse af de enkelte testsystemer eller en statistisk sammenligning af disse men udelukkende på en overordnet vurdering af resultaterne.

Konklusionerne fra vores forsøg er i overensstemmelse med konklusionerne fra tidligere forsøg, hvor der blev påvist additivitet med tokomponent blandinger af pesticider med samme virkningsmekanisme (f.eks. Altenburger et al., 2003; Junghans et al., 2003a,b). Konklusionerne fra tidligere forsøg var imidlertid baseret primært på forsøg med alger og akvatiske bakterier, mens konklusionerne fra vores undersøgelser baserede sig på resultater med 7 forskellige testsystemer og organismer. Med baggrund i resultaterne fra nærværende projekt kan det konkluderes, at additivitet var hovedreglen, og antagonisme var undtagelsen, når pesticider med samme virkningsmekanisme virkede i kombination.

7.1.2 Pesticider med samme virkemåde og forskellige virkningsmekanismer

I forsøgene på terrestriske og akvatiske planter samt alger indgik i alt 6 tokomponent blandinger tilhørende denne kategori af blandinger. I de 4 øvrige testsystemer blev denne kategori af blanding ikke undersøgt. For alle 6 blandingers vedkommende var der tale om herbicider, som blokerer for planters og algers fotosyntese via dannelsen af reaktive iltradikaler, men årsagerne til den forøgede forekomst af iltradikaler i cellerne er forskellig (se afsnit 3.1). I tabel 20 er resultaterne for de 3 testsystemer sammenstillet

Tabel 20. Virkning af tokomponent blandinger med samme virkemåde men forskellige virkningsmekanismer på terrestriske planter (lugtløs kamille/alm. fuglegræs), akvatiske planter og alger. A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning.

Af tabel 19 kan ses, at resultaterne med de 3 testsystemer ikke var sammenfaldende, idet der med 4 af de 6 blandinger er observeret afvigende resultater. Endvidere er der med enkelte af blandingerne divergerende resultater på de to terrestriske plantearter. Det er kun med aciflourfen+terbuthylazin og mesotrion+terbuthylazin, at der er registreret samme respons i alle 3 testsystemer.

Blandingen aciflourfen+diquat er undersøgt i Microtox testen, hvor der blev fundet en additiv effekt.

Med baggrund i de fundne resultater kan det konkluderes, at der med blandinger af herbicider med samme virkemåde men forskellige virkningsmekanismer blev fundet enten additivitet eller antagonisme i de 3 testsystemer, som blev anvendt til forsøg med denne kategori af blandinger. Denne konklusion blev underbygget af resultaterne fra forsøg på akvatiske bakterie med en enkelt af blandingerne. Antagonisme syntes at være et mere udbredt fænomen, end tilfældet var med blandinger af pesticider med samme virkningsmekanisme, men som for denne kategori blev der ikke registreret synergistiske vekselvirkninger med blandinger af pesticider med samme virkemåde.

7.1.3 Pesticider med forskellige virkemåder

Pesticider med forskellige virkemåder var den kategori af tokomponent blandinger, som der blev udført flest forsøg med. På terrestriske og akvatiske planter blev undersøgt i alt 9 herbicidblandinger, og 5 af disse blandinger blev ligeledes undersøgt på alger. Med Microtox testen og på dafnier blev undersøgt henholdsvis 14 og 11 forskellige blandinger af herbicider, fungicider og insekticider.

I tabel 21 er resultaterne på terrestriske planter, akvatiske planter samt alger sammenstillet.

Tabel 21. Virkning af tokomponent blandinger med forskellige virkemåder på terrestriske planter (lugtløs kamille/alm. fuglegræs), akvatiske planter og alger. A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning; - blandingen ikke undersøgt

Af de 5 blandinger, som er undersøgt i alle 3 testsystemer, blev der observeret samme respons med to af blandingerne (glyphosat+metsulfuron og mesotrion+glyphosate), mens de 3 øvrige blandingers respons var divergerende. Sammenlignes de 9 blandinger, der blev undersøgt på både terrestriske og akvatiske planter, blev der fundet identiske resultater med 7 blandinger, såfremt et sammenfald i resultaterne mellem blot en af de terrestriske plantearter og Lemna minor vurderes som værende tilstrækkelig til, at responsen anses for at være ens. Forudsættes det, at responsen på begge terrestriske plantearter skulle være identisk med responsen på Lemna minor, var det 4 af de 9 blandinger, der virkede ens.

Det var ikke muligt at identificere noget mønster i resultaterne, som kunne indikere, at der med nogle af de undersøgte herbicider altid kunne forventes enten et additivt eller antagonistisk respons, når disse herbicider optræder i miljøet sammen med andre herbicider. På terrestriske og akvatiske planter var antagonisme mere almindeligt end additivitet, når mesotrion indgår i blandingerne, men dette var ikke tilfældet på alger. Aktiviteten af mesotrion var meget høj på terrestriske og akvatiske planter, med ED₅₀ doseringer på akvatiske planter i intervallet 10-30 g l^-1, hvorimod aktiviteten på alger var meget lav med ED₅₀ doseringer, som var op til 1000 gange højere. Denne markante forskel i testorganismernes følsomhed, og som følge heraf det meget forskellige forhold imellem herbiciderne i de blandinger med mesotrion, kunne være en medvirkende årsag til, at resultaterne på alger var forskellig fra resultaterne på terrestriske og akvatiske planter.

Responsen med blandinger af pesticider med forskellige virkemåder på terrestriske og akvatiske planter samt alger var sammenlignelig med responsen med pesticider med ens virkemåde med forskellige virkningsmekanismer, idet der er fundet additivitet eller antagonisme med samtlige blandinger, mens synergisme ikke blev observeret.

Resultaterne med Microtox testen og på dafnier var meget forskellige fra resultaterne på planter og alger, idet blandingerne virkede enten additivt eller synergistisk, og med to undtagelser blev der ikke fundet antagonistiske vekselvirkninger.

I tabel 22 er resultaterne fra forsøgene på akvatiske bakterier og dafnier sammenstillet. Syv blandinger blev undersøgt både på akvatiske bakterier og dafnier og som det fremgår af tabel 22, er resultaterne i to testsystemer meget sammenfaldende, idet det kun er med blandingen dimethoat+prochloraz, at der er fundet markant forskellige resultater.

Tabel 22. Virkning af tokomponent blandinger med forskellige virkemåder på akvatiske bakterier (Microtox testen) og dafnier. A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning;S=synergistisk virkning; - blandingen ikke undersøgt

På baggrund af resultaterne med det stort antal pesticidblandinger, der blev undersøgt i de 5 testsystemer, kan det konkluderes, at responsen med denne kategori af blandinger var mere uforudsigelig, end tilfældet var med de to øvrige blandingskategorier. Der blev observeret både additivitet, synergisme og antagonisme men med store forskelle imellem testsystemer. Mens der på terrestriske og akvatiske planter samt alger kun er fundet additivitet og antagonisme, som med de øvrige kategorier af blandinger, så blev der på akvatiske bakterier og dafnier fundet additivitet og synergisme.

Hvorvidt denne forskel var knyttet til testsystemerne, dvs. at sandsynligheden for synergistiske vekselvirkninger med pesticider var større over for bakterier og dafnier, end tilfældet var på planter og alger, og modsat at antagonisme var et fænomen, som optrådte hyppigere over for planter og alger end over for bakterier og dafnier, kan der kun gisnes om. Synergi over for bakterier og dafnier var i stor udstrækning knyttet til tilstedeværelsen af et specifikt pesticid i blandingerne nemlig prochloraz. Prochloraz har også i andre testsystemer forstærket effekten af andre pesticider, hvilket bl.a. er beskrevet i et review af Thompson (1996). Der er flere fysiologiske hypoteser bag denne tilsyneladende almene synergistiske effekt af prochloraz. En af dem er, at prochloraz kan hæmme enzymsystemer, der indgår i nedbrydningen af pesticider i organismer (Pilling et al.1995; Thompson1996; Wilkinson et al.1973), men også en facilitering af pesticidoptagelsen gennem insekters kutikula er foreslået som årsagen til prochloraz synergistiske effekter (Chalvet-Monfray et al.1996; Kennaugh et al.1993). Blandinger af prochloraz og diquat har også været testet i både alge og Lemna test-systemerne, og prochloraz og azoxystrobin har været testet på alger (upublicerede resultater). Men i ingen af disse forsøg blev der opserveret synergistiske effekter, ligesom prochloraz heller ikke påvirkede toksiciteten af hverken metsulfuron-methyl eller terbuthylazin overfor Lemna (Cedergreen et al.2004). Det tyder derfor på, at prochloraz kun virker som synergist i nogle organismer.

At man med ADM modellen har kunnet prediktere den maksimale effekt af de fleste af de undersøgte blandinger uanset pesticidernes virkemåde (med undtagelse af prochloraz), gør denne model til et interessant værktøj i en risikovurderingssammenhæng. Andre er tidligere nået til samme konklusion (bl.a. Backhaus et al., 2004; Faust & Scholz, 2004), men i forhold til tidligere undersøgelser er nærværende projekt baseret på et større antal testsystemer.

7.2 Trekomponent blandinger

I modsætning til tokomponent blandingerne blev trekomponent blandingerne ikke sammensat med udgangspunkt i de enkelte pesticiders virkemåde men derimod på baggrund af resultaterne med tokomponent blandingerne. Intentionen var at undersøge trekomponent blandinger, hvor de respektive tokomponent blandinger havde udvist forskellige respons. Som følge af de markante forskelle imellem testsystemerne var trekomponent blandingerne, der blev undersøgt på terrestriske og akvatiske planter samt med MCF7 celleprofilerationsassayet og AR reportergenassayet karakteriseret ved at være sammensat af pesticider, som i blanding to og to var enten additive eller antagonistiske. Modsat blev der i Microtox testen undersøgt trekomponent blandinger, hvor pesticiderne to og to udviste additivitet eller synergisme.

I tabel 23 er resultaterne med trekomponent blandinger på terrestriske og akvatiske planter sammenholdt med resultaterne af de respektive tokomponent blandinger.

Tabel 22. Virkning af trekomponent blandinger på terrestriske og akvatiske planter. I tabellen er der for hvert forsøg først angivet effekten af de 3 tokomponent blandinger (pesticid 1+2, 1+3 og 2+3) og efter lighedstegnet effekten af trekomponent blandingen (ED₅₀ niveau). A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning;S=synergistisk virkning

På terrestriske planter blev der med de respektive tokomponent blandinger i de fleste tilfælde fundet additive effekter. Det var ikke muligt med udgangspunkt i et kendskab til effekten af tokomponent blandingerne at forudsige effekten af trekomponent blandingerne. Således er der fundet en antagonistisk effekt i tilfælde, hvor samtlige tokomponent blandinger udviste additivitet (glyphosat+metsulfuron+mesotrion), ligesom der er eksempler på additive effekter af trekomponent blandingerne, hvor effekten af en af tokomponent blandingerne ikke var additiv (aciflourfen+mesotrion+ terbuthylazin). På akvatiske planter er der observeret antagonisme med samtlige trekomponent blandinger i begge forsøg, hvilket var i overensstemmelse med, at der med undtagelse af et enkelt forsøg blev fundet antagonisme med minimum to af respektive tokomponent blandinger.

Som tilfældet var med tokomponent blandinger er der observeret et helt andet respons på akvatiske bakterier end på de undersøgte plantearter, idet additivitet og synergisme var hyppigere end antagonisme (Tabel 24).

Tabel 24. Virkning af trekomponent blandinger på akvatiske bakterier (Microtox test). I tabellen er for hvert forsøg først angivet effekten af de 3 tokomponent blandinger (pesticid 1+2, 1+3 og 2+3) og derefter effekten af trekomponent blandingen (ED₂₅ niveau). A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning;S=synergistisk virkning

For 6 af de 8 blandingers vedkommende blev der påvist synergi for mindst én af tokomponent blandingerne, og for 5 af disse 6 blandinger er der ligeledes påvist synergi med trekomponent blandingerne. For de resterende 2 trekomponent blandingers vedkommende blev der fundet additivitet med alle 3 tokomponent blandinger, og disse to trekomponent blandingers effekt var også additiv, og for den ene blandings vedkommende svagt antagonistisk.

Udover at responsen på akvatiske bakterier adskiller sig fra responsen på terrestriske og akvatiske planter, så syntes effekten af trekomponent blandinger også i højere grad at kunne predikteres ud fra en viden om tokomponent blandingerne respons. Hvis én af tokomponent blandingerne udviste synergi, var der stor sandsynlighed for at også trekomponent blandingen var synergistisk, mens additivitet var det mest sandsynlige resultat, hvis tokomponent blandingerne alle udviste additivitet.

Trekomponent blandingerne, som blev undersøgt med henholdsvis MCF7 celleprofilerationsassayet og AR reportergenassayet, udviste nogen forskel i deres respons (Tabel 25).

Tabel 25. Virkning af trekomponent blandinger i et MCF7 celleprofilerationsassay og et AR receptorgenassay. I tabellen er for hvert forsøg først angivet effekten af de 3 tokomponent blandinger (pesticid 1+2, 1+3 og 2+3) og derefter effekten af trekomponent blandingen (ED₅₀ niveau). A=additiv virkning; AN=antagonistisk virkning;S=synergistisk virkning

Som det fremgår af tabel 25, var det vanskeligt at drage konklusioner vedrørende trekomponent blandingers effekt med udgangspunkt i effekten af de respektive tokomponent blandinger. Med MCF7 celleprofilerationsassayet blev der fundet en additiv effekt, hvor en af tokomponent blandingerne virkede synergistisk, mens forekomsten af en tokomponent blanding med antagonistisk virkning resulterede i en antagonistisk vekselvirkning med trekomponent blandingen. Den antagonistiske virkning skyldes sandsynligvis fenarimol, der har flere forskellige virkningsmekanismer (se afsnit 6.4.3). Med AR reportergenassayet blev der fundet additivitet med samtlige tokomponent blandinger, alligevel var effekten af en af trekomponent blandingerne antagonistisk.

Sammenfattende kan det konkluderes, at som for tokomponent blandingerne var additivitet og antagonisme det mest sandsynlige respons, når terrestriske og akvatiske planter blev eksponeret for blandinger af 3 pesticider, idet synergi var et sjældent forekommende fænomen. Samme konklusion kunne drages med hensyn til MCF7 celleprofilerationsassayet og AR reportergenassayet, hvorimod additivitet eller synergi var det mest sandsynlige udfald med Microtox testen. Med undtagelsen af Microtox testen, hvor der syntes at være en vis sammenhæng imellem effekten af trekomponent blandinger og de respektive tokomponent blandinger, så var det ikke muligt at prediktere effekten af trekomponent blandinger på baggrund af en a priori viden om tokomponent blandingernes respons. Vi har ikke kendskab til, at der tidligere er udført systematiske sammenhørende undersøgelser med to- og trekomponent blandinger, og vores resultaterne kan derfor ikke sammenholdes med resultater fra tidligere undersøgelser.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 April 2006, © Miljøstyrelsen.