Οι κάτοικοι με χαμηλότερη κοινωνικοοικονομική κατάσταση (SES) που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες που επιδοτούνται από την κυβέρνηση ή τους δημόσιους οργανισμούς χρηματοδότησης ενδέχεται να εκτίθενται περισσότερο σε φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους, επειδή εφαρμόζονται φυτοφάρμακα λόγω δομικών ελαττωμάτων, κακής συντήρησης κ.λπ.
Το 2017, μετρήθηκαν 28 σωματιδιακά φυτοφάρμακα στον αέρα εσωτερικών χώρων σε 46 μονάδες επτά πολυκατοικιών κοινωνικών κατοικιών χαμηλού εισοδήματος στο Τορόντο του Καναδά, χρησιμοποιώντας φορητούς καθαριστές αέρα που λειτουργούσαν για μία εβδομάδα. Τα φυτοφάρμακα που αναλύθηκαν ήταν παραδοσιακά και επί του παρόντος χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα από τις ακόλουθες κατηγορίες: οργανοχλωρίδια, οργανοφωσφορικές ενώσεις, πυρεθροειδή και στροβιλουρίνες.
Τουλάχιστον ένα φυτοφάρμακο ανιχνεύθηκε στο 89% των μονάδων, με ποσοστά ανίχνευσης (DRs) για μεμονωμένα φυτοφάρμακα να αγγίζουν το 50%, συμπεριλαμβανομένων των παραδοσιακών οργανοχλωριδίων και των φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται σήμερα. Τα επί του παρόντος χρησιμοποιούμενα πυρεθροειδή είχαν τα υψηλότερα DFs και συγκεντρώσεις, με το πυρεθροειδές Ι να έχει την υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης στα 32.000 pg/m3. Το Heptachlor, το οποίο είχε περιοριστεί στον Καναδά το 1985, είχε την υψηλότερη εκτιμώμενη μέγιστη συνολική συγκέντρωση αέρα (σωματίδια συν αέρια φάση) στα 443.000 pg/m3. Οι συγκεντρώσεις επταχλωρίου, λινδανίου, ενδοσουλφάνης Ι, χλωροθαλονίλης, αλλεθρινίνης και περμεθρίνης (εκτός από μία μελέτη) ήταν υψηλότερες από αυτές που μετρήθηκαν σε σπίτια χαμηλού εισοδήματος που αναφέρθηκαν αλλού. Εκτός από τη σκόπιμη χρήση φυτοφαρμάκων για τον έλεγχο των παρασίτων και τη χρήση τους σε οικοδομικά υλικά και χρώματα, το κάπνισμα συσχετίστηκε σημαντικά με τις συγκεντρώσεις πέντε φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται στις καλλιέργειες καπνού. Η διανομή φυτοφαρμάκων υψηλής DF σε μεμονωμένα κτίρια υποδηλώνει ότι οι κύριες πηγές των φυτοφαρμάκων που ανιχνεύθηκαν ήταν προγράμματα ελέγχου παρασίτων που πραγματοποιήθηκαν από διαχειριστές κτιρίων ή/και χρήση φυτοφαρμάκων από τους ενοίκους.
Η κοινωνική στέγαση χαμηλού εισοδήματος εξυπηρετεί μια κρίσιμη ανάγκη, αλλά αυτά τα σπίτια είναι επιρρεπή σε προσβολές από παράσιτα και βασίζονται σε φυτοφάρμακα για τη συντήρησή τους. Βρήκαμε ότι το 89% και των 46 μονάδων που δοκιμάστηκαν εκτέθηκαν σε τουλάχιστον ένα από τα 28 εντομοκτόνα σωματιδιακής φάσης, με τα επί του παρόντος χρησιμοποιούμενα πυρεθροειδή και τα μακροχρόνια απαγορευμένα οργανοχλωρίδια (π.χ. DDT, επταχλωρίνη) να έχουν τις υψηλότερες συγκεντρώσεις λόγω της υψηλής αντοχής τους σε εσωτερικούς χώρους. Μετρήθηκαν επίσης οι συγκεντρώσεις πολλών φυτοφαρμάκων που δεν έχουν καταχωριστεί για χρήση σε εσωτερικούς χώρους, όπως οι στροβιλουρίνες που χρησιμοποιούνται σε οικοδομικά υλικά και τα εντομοκτόνα που εφαρμόζονται σε καλλιέργειες καπνού. Αυτά τα αποτελέσματα, τα πρώτα καναδικά δεδομένα για τα περισσότερα φυτοφάρμακα εσωτερικού χώρου, δείχνουν ότι οι άνθρωποι εκτίθενται ευρέως σε πολλά από αυτά.
Τα φυτοφάρμακα χρησιμοποιούνται ευρέως στη γεωργική παραγωγή για την ελαχιστοποίηση των ζημιών που προκαλούνται από παράσιτα. Το 2018, περίπου το 72% των φυτοφαρμάκων που πωλήθηκαν στον Καναδά χρησιμοποιήθηκαν στη γεωργία, με μόνο το 4,5% να χρησιμοποιείται σε κατοικίες.[1] Ως εκ τούτου, οι περισσότερες μελέτες για τις συγκεντρώσεις και την έκθεση των φυτοφαρμάκων έχουν επικεντρωθεί σε γεωργικές ρυθμίσεις.[2,3,4] Αυτό αφήνει πολλά κενά όσον αφορά τα προφίλ και τα επίπεδα φυτοφαρμάκων στα νοικοκυριά, όπου τα φυτοφάρμακα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως για τον έλεγχο παρασίτων. Σε οικιακούς χώρους, μια μόνο εφαρμογή φυτοφαρμάκου σε εσωτερικούς χώρους μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση 15 mg φυτοφαρμάκου στο περιβάλλον.[5] Τα φυτοφάρμακα χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους για τον έλεγχο παρασίτων όπως οι κατσαρίδες και οι κοριοί. Άλλες χρήσεις των φυτοφαρμάκων περιλαμβάνουν τον έλεγχο παρασίτων κατοικίδιων ζώων και τη χρήση τους ως μυκητοκτόνα σε έπιπλα και καταναλωτικά προϊόντα (π.χ. μάλλινα χαλιά, υφάσματα) και οικοδομικά υλικά (π.χ. βαφές τοίχου που περιέχουν μυκητοκτόνα, γυψοσανίδες ανθεκτικές στη μούχλα) [6,7,8,9]. Επιπλέον, οι ενέργειες των ενοίκων (π.χ. κάπνισμα σε εσωτερικούς χώρους) μπορούν να οδηγήσουν στην απελευθέρωση φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια καπνού σε εσωτερικούς χώρους [10]. Μια άλλη πηγή απελευθέρωσης φυτοφαρμάκων σε εσωτερικούς χώρους είναι η μεταφορά τους από το εξωτερικό [11,12,13].
Εκτός από τους εργάτες της γεωργίας και τις οικογένειές τους, ορισμένες ομάδες είναι επίσης ευάλωτες στην έκθεση στα φυτοφάρμακα. Τα παιδιά εκτίθενται περισσότερο σε πολλούς ρύπους εσωτερικού χώρου, συμπεριλαμβανομένων των φυτοφαρμάκων, από τους ενήλικες λόγω των υψηλότερων ποσοστών εισπνοής, κατάποσης σκόνης και των συνηθειών από το χέρι σε στόμα σε σχέση με το σωματικό βάρος [14, 15]. Για παράδειγμα, οι Trunnel et al. διαπίστωσαν ότι οι συγκεντρώσεις πυρεθροειδών/πυρεθρίνης (PYR) στα μαντηλάκια δαπέδου συσχετίστηκαν θετικά με τις συγκεντρώσεις του μεταβολίτη PYR στα ούρα των παιδιών [16]. Το DF των μεταβολιτών φυτοφαρμάκων PYR που αναφέρθηκε στην Canadian Health Measures Study (CHMS) ήταν υψηλότερο σε παιδιά ηλικίας 3-5 ετών από ό,τι σε μεγαλύτερες ηλικιακές ομάδες [17]. Οι έγκυες γυναίκες και τα έμβρυά τους θεωρούνται επίσης ευάλωτη ομάδα λόγω του κινδύνου έκθεσης σε φυτοφάρμακα πρώιμης ζωής. Οι Wyatt et al. ανέφερε ότι τα φυτοφάρμακα σε δείγματα αίματος μητέρας και νεογνών συσχετίστηκαν σε μεγάλο βαθμό, σύμφωνα με τη μεταφορά μητέρας-εμβρυϊκού [18].
Οι άνθρωποι που ζουν σε υποβαθμισμένες κατοικίες ή κατοικίες χαμηλού εισοδήματος διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο έκθεσης σε ρύπους εσωτερικού χώρου, συμπεριλαμβανομένων των φυτοφαρμάκων [19, 20, 21]. Για παράδειγμα, στον Καναδά, μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα με χαμηλότερη κοινωνικοοικονομική κατάσταση (SES) είναι πιο πιθανό να εκτεθούν σε φθαλικές ενώσεις, αλογονωμένα επιβραδυντικά φλόγας, οργανοφωσφορικούς πλαστικοποιητές και επιβραδυντικά φλόγας και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAHs) σε σχέση με άτομα με υψηλότερο SES [22,23, Ορισμένα από αυτά τα ευρήματα ισχύουν για άτομα που ζουν σε «κοινωνική στέγαση», την οποία ορίζουμε ως ενοικίαση κατοικιών που επιδοτείται από την κυβέρνηση (ή κρατικούς χρηματοδοτούμενους φορείς) που περιλαμβάνει κατοίκους χαμηλότερης κοινωνικοοικονομικής κατάστασης [25]. Οι κοινωνικές κατοικίες σε πολυκατοικίες κατοικιών (MURBs) είναι ευαίσθητες σε προσβολές από παράσιτα, κυρίως λόγω των δομικών τους ελαττωμάτων (π.χ. ρωγμές και ρωγμές στους τοίχους), έλλειψη σωστής συντήρησης/επισκευής, ανεπαρκείς υπηρεσίες καθαρισμού και διάθεσης απορριμμάτων και συχνού συνωστισμού [20, 26]. Παρόλο που είναι διαθέσιμα προγράμματα ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων για να ελαχιστοποιήσουν την ανάγκη για προγράμματα ελέγχου παρασίτων στη διαχείριση κτιρίων και έτσι να μειώσουν τον κίνδυνο έκθεσης σε φυτοφάρμακα, ιδιαίτερα σε κτίρια πολλαπλών μονάδων, τα παράσιτα μπορούν να εξαπλωθούν σε όλο το κτίριο [21, 27, 28]. Η εξάπλωση παρασίτων και η σχετική χρήση φυτοφαρμάκων μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ποιότητα του εσωτερικού αέρα και να εκθέσει τους επιβάτες στον κίνδυνο έκθεσης σε φυτοφάρμακα, οδηγώντας σε δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία [29]. Αρκετές μελέτες στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν δείξει ότι τα επίπεδα έκθεσης σε απαγορευμένα και επί του παρόντος χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα είναι υψηλότερα σε κατοικίες χαμηλού εισοδήματος παρά σε κατοικίες υψηλού εισοδήματος λόγω κακής ποιότητας στέγασης [11, 26, 30,31,32]. Επειδή οι κάτοικοι χαμηλού εισοδήματος έχουν συχνά λίγες επιλογές για να εγκαταλείψουν τα σπίτια τους, μπορεί να εκτίθενται συνεχώς σε φυτοφάρμακα στα σπίτια τους.
Στα σπίτια, οι κάτοικοι μπορεί να εκτεθούν σε υψηλές συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων για μεγάλες χρονικές περιόδους επειδή τα υπολείμματα φυτοφαρμάκων παραμένουν λόγω έλλειψης ηλιακού φωτός, υγρασίας και οδών μικροβιακής υποβάθμισης [33,34,35]. Η έκθεση σε φυτοφάρμακα έχει αναφερθεί ότι σχετίζεται με δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, όπως νευροαναπτυξιακές αναπηρίες (ιδιαίτερα χαμηλότερο λεκτικό IQ στα αγόρια), καθώς και με καρκίνους του αίματος, καρκίνους του εγκεφάλου (συμπεριλαμβανομένων των παιδικών καρκίνων), επιδράσεις που σχετίζονται με ενδοκρινικές διαταραχές και νόσο του Αλτσχάιμερ .
Ως συμβαλλόμενο μέρος στη Σύμβαση της Στοκχόλμης, ο Καναδάς έχει περιορισμούς σε εννέα OCP [42, 54]. Μια επαναξιολόγηση των ρυθμιστικών απαιτήσεων στον Καναδά είχε ως αποτέλεσμα τη σταδιακή κατάργηση όλων σχεδόν των εσωτερικών χρήσεων κατοικιών του OPP και του καρβαμιδικού.[55] Η Ρυθμιστική Υπηρεσία Διαχείρισης Παρασίτων του Καναδά (PMRA) περιορίζει επίσης ορισμένες χρήσεις του PYR σε εσωτερικούς χώρους. Για παράδειγμα, η χρήση της κυπερμεθρίνης για περιμετρικές θεραπείες και εκπομπές εσωτερικού χώρου έχει διακοπεί λόγω της πιθανής επίδρασής της στην ανθρώπινη υγεία, ιδιαίτερα στα παιδιά [56]. Το Σχήμα 1 παρέχει μια περίληψη αυτών των περιορισμών [55, 57, 58].
Ο άξονας Υ αντιπροσωπεύει τα ανιχνευμένα φυτοφάρμακα (πάνω από το όριο ανίχνευσης της μεθόδου, Πίνακας S6) και ο άξονας Χ αντιπροσωπεύει το εύρος συγκέντρωσης των φυτοφαρμάκων στον αέρα στη φάση των σωματιδίων πάνω από το όριο ανίχνευσης. Λεπτομέρειες για τις συχνότητες ανίχνευσης και τις μέγιστες συγκεντρώσεις παρέχονται στον Πίνακα S6.
Οι στόχοι μας ήταν να μετρήσουμε τις συγκεντρώσεις και τις εκθέσεις στον αέρα εσωτερικών χώρων (π.χ. εισπνοή) των επί του παρόντος χρησιμοποιούμενων και παλαιών φυτοφαρμάκων σε νοικοκυριά χαμηλής κοινωνικοοικονομικής κατάστασης που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες στο Τορόντο του Καναδά και να εξετάσουμε ορισμένους από τους παράγοντες που σχετίζονται με αυτές τις εκθέσεις. Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι να καλύψει το κενό στα δεδομένα σχετικά με την έκθεση σε τρέχοντα και παλαιού τύπου φυτοφάρμακα στα σπίτια ευάλωτων πληθυσμών, ιδιαίτερα δεδομένου ότι τα δεδομένα φυτοφαρμάκων εσωτερικού χώρου στον Καναδά είναι εξαιρετικά περιορισμένα [6].
Οι ερευνητές παρακολούθησαν τις συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων σε επτά συγκροτήματα κοινωνικών κατοικιών MURB που χτίστηκαν τη δεκαετία του 1970 σε τρεις τοποθεσίες στην πόλη του Τορόντο. Όλα τα κτίρια απέχουν τουλάχιστον 65 km από οποιαδήποτε γεωργική ζώνη (εξαιρουμένων των οικοπέδων στην πίσω αυλή). Αυτά τα κτίρια είναι αντιπροσωπευτικά της κοινωνικής κατοικίας του Τορόντο. Η μελέτη μας είναι μια επέκταση μιας μεγαλύτερης μελέτης που εξέτασε τα επίπεδα σωματιδίων (PM) σε μονάδες κοινωνικής κατοικίας πριν και μετά τις ενεργειακές αναβαθμίσεις [59,60,61]. Ως εκ τούτου, η στρατηγική δειγματοληψίας μας περιορίστηκε στη συλλογή αερομεταφερόμενων PM.
Για κάθε μπλοκ, αναπτύχθηκαν τροποποιήσεις που περιελάμβαναν εξοικονόμηση νερού και ενέργειας (π.χ. αντικατάσταση μονάδων εξαερισμού, λεβήτων και συσκευών θέρμανσης) για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα και αύξηση της θερμικής άνεσης [62, 63]. Τα διαμερίσματα χωρίζονται ανάλογα με τον τύπο της διαμονής: ηλικιωμένοι, οικογένειες και άγαμοι. Τα χαρακτηριστικά και οι τύποι των κτιρίων περιγράφονται λεπτομερέστερα αλλού [24].
Αναλύθηκαν σαράντα έξι δείγματα φίλτρων αέρα που συλλέχθηκαν από 46 κοινωνικές κατοικίες MURB τον χειμώνα του 2017. Ο σχεδιασμός της μελέτης, η συλλογή δειγμάτων και οι διαδικασίες αποθήκευσης περιγράφηκαν λεπτομερώς από τους Wang et al. [60]. Εν συντομία, η μονάδα κάθε συμμετέχοντα ήταν εξοπλισμένη με έναν καθαριστή αέρα Amaircare XR-100 εξοπλισμένο με μέσα φίλτρου αέρα σωματιδίων υψηλής απόδοσης 127 mm (το υλικό που χρησιμοποιείται στα φίλτρα HEPA) για 1 εβδομάδα. Όλοι οι φορητοί καθαριστές αέρα καθαρίστηκαν με μαντηλάκια ισοπροπυλίου πριν και μετά τη χρήση για να αποφευχθεί η διασταυρούμενη μόλυνση. Φορητοί καθαριστές αέρα τοποθετήθηκαν στον τοίχο του σαλονιού 30 cm από την οροφή ή/και σύμφωνα με τις οδηγίες των κατοίκων για να αποφευχθεί η ταλαιπωρία των κατοίκων και να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης (βλ. Συμπληρωματικές Πληροφορίες SI1, Εικόνα S1). Κατά τη διάρκεια της εβδομαδιαίας περιόδου δειγματοληψίας, η διάμεση ροή ήταν 39,2 m3/ημέρα (βλ. SI1 για λεπτομέρειες σχετικά με τις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της ροής). Πριν από την ανάπτυξη του δειγματολήπτη τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο του 2015, πραγματοποιήθηκε μια αρχική επίσκεψη από πόρτα σε πόρτα και οπτική επιθεώρηση των χαρακτηριστικών του νοικοκυριού και της συμπεριφοράς των επιβατών (π.χ. κάπνισμα). Μια έρευνα παρακολούθησης διενεργήθηκε μετά από κάθε επίσκεψη από το 2015 έως το 2017. Πλήρεις λεπτομέρειες παρέχονται στο Touchie et al. [64] Εν συντομία, ο στόχος της έρευνας ήταν να αξιολογήσει τη συμπεριφορά των επιβατών και τις πιθανές αλλαγές στα χαρακτηριστικά του νοικοκυριού και τη συμπεριφορά των επιβατών, όπως το κάπνισμα, η λειτουργία της πόρτας και του παραθύρου και η χρήση απορροφητήρα ή ανεμιστήρων κουζίνας κατά το μαγείρεμα. [59, 64] Μετά την τροποποίηση, αναλύθηκαν φίλτρα για 28 φυτοφάρμακα στόχους (η ενδοσουλφάνη Ι και II και το α- και γ-χλωρδάνιο θεωρήθηκαν ως διαφορετικές ενώσεις και το p,p'-DDE ήταν μεταβολίτης του p,p'-DDT, όχι φυτοφάρμακο), συμπεριλαμβανομένων παλαιών και σύγχρονων φυτοφαρμάκων (Πίνακας S1).
Οι Wang et al. [60] περιέγραψε λεπτομερώς τη διαδικασία εξαγωγής και καθαρισμού. Κάθε δείγμα φίλτρου χωρίστηκε στη μέση και το ένα μισό χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση 28 φυτοφαρμάκων (Πίνακας S1). Τα δείγματα φίλτρου και τα εργαστηριακά κενά αποτελούνταν από φίλτρα από ίνες γυαλιού, ένα για κάθε πέντε δείγματα για συνολικά εννέα, με έξι επισημασμένα υποκατάστατα φυτοφαρμάκων (Πίνακας S2, Chromatographic Specialties Inc.) για έλεγχο ανάκτησης. Οι συγκεντρώσεις στοχευόμενων φυτοφαρμάκων μετρήθηκαν επίσης σε πέντε κενά πεδίου. Κάθε δείγμα φίλτρου υποβλήθηκε σε κατεργασία με υπερήχους τρεις φορές για 20 λεπτά η καθεμία με 10 mL εξανίου:ακετόνης:διχλωρομεθανίου (2:1:1, ν:ο.:ό.) (βαθμός HPLC, Fisher Scientific). Τα υπερκείμενα από τις τρεις εκχυλίσεις συνενώθηκαν και συμπυκνώθηκαν σε 1 mL σε έναν εξατμιστή Zymark Turbovap υπό σταθερή ροή αζώτου. Το εκχύλισμα καθαρίστηκε χρησιμοποιώντας στήλες Florisil® SPE (σωλήνες Florisil® Superclean ENVI-Florisil SPE, Supelco) και στη συνέχεια συμπυκνώθηκε σε 0,5 mL χρησιμοποιώντας Zymark Turbovap και μεταφέρθηκε σε κεχριμπαρένιο φιαλίδιο GC. Στη συνέχεια προστέθηκε Mirex (AccuStandard®) (100 ng, Πίνακας S2) ως εσωτερικό πρότυπο. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (GC-MSD, Agilent 7890B GC και Agilent 5977A MSD) σε τρόπους κρούσης ηλεκτρονίων και χημικού ιονισμού. Οι παράμετροι του οργάνου δίνονται στο SI4 και οι ποσοτικές πληροφορίες ιόντων δίνονται στους Πίνακες S3 και S4.
Πριν από την εκχύλιση, τα επισημασμένα υποκατάστατα φυτοφαρμάκων τοποθετήθηκαν σε δείγματα και κενά (Πίνακας S2) για την παρακολούθηση της ανάκτησης κατά την ανάλυση. Οι ανακτήσεις ενώσεων δεικτών σε δείγματα κυμαίνονταν από 62% έως 83%. Όλα τα αποτελέσματα για μεμονωμένες χημικές ουσίες διορθώθηκαν για ανάκτηση. Τα δεδομένα διορθώθηκαν κενά χρησιμοποιώντας τις μέσες τιμές εργαστηριακού και κενού πεδίου για κάθε φυτοφάρμακο (οι τιμές παρατίθενται στον Πίνακα S5) σύμφωνα με τα κριτήρια που εξηγούνται από τους Saini et al. [65]: όταν η συγκέντρωση τυφλού ήταν μικρότερη από το 5% της συγκέντρωσης του δείγματος, δεν πραγματοποιήθηκε διόρθωση τυφλού για μεμονωμένες χημικές ουσίες. όταν η συγκέντρωση του τυφλού ήταν 5–35%, τα δεδομένα διορθώθηκαν κενά. εάν η τυφλή συγκέντρωση ήταν μεγαλύτερη από 35% της τιμής, τα δεδομένα απορρίφθηκαν. Το όριο ανίχνευσης της μεθόδου (MDL, Πίνακας S6) ορίστηκε ως η μέση συγκέντρωση του τυφλού εργαστηρίου (n = 9) συν το τριπλάσιο της τυπικής απόκλισης. Εάν μια ένωση δεν ανιχνεύτηκε στο τυφλό, η αναλογία σήματος προς θόρυβο της ένωσης στο χαμηλότερο πρότυπο διάλυμα (~10:1) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό του ορίου ανίχνευσης του οργάνου. Οι συγκεντρώσεις σε δείγματα εργαστηρίου και πεδίου ήταν
Η χημική μάζα στο φίλτρο αέρα μετατρέπεται στην ενσωματωμένη συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων χρησιμοποιώντας βαρυμετρική ανάλυση και ο ρυθμός ροής του φίλτρου και η απόδοση του φίλτρου μετατρέπονται στην ενσωματωμένη συγκέντρωση σωματιδίων αέρα σύμφωνα με την εξίσωση 1:
όπου M (g) είναι η συνολική μάζα PM που δεσμεύεται από το φίλτρο, f (pg/g) είναι η συγκέντρωση ρύπων στα συλλεγόμενα PM, η είναι η απόδοση του φίλτρου (υποτίθεται ότι είναι 100% λόγω του υλικού του φίλτρου και του μεγέθους των σωματιδίων [67]), Q (m3/h) είναι ο ογκομετρικός ρυθμός ροής αέρα μέσω του φορητού αέρα και ο χρόνος εκκένωσης αέρα είναι ο χρόνος καθαρισμού αέρα. Το βάρος του φίλτρου καταγράφηκε πριν και μετά την ανάπτυξη. Πλήρεις λεπτομέρειες των μετρήσεων και των ρυθμών ροής αέρα παρέχονται από τους Wang et al. [60].
Η μέθοδος δειγματοληψίας που χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το έγγραφο μέτρησε μόνο τη συγκέντρωση της σωματιδιακής φάσης. Υπολογίσαμε τις ισοδύναμες συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων στην αέρια φάση χρησιμοποιώντας την εξίσωση Harner-Biedelman (Εξίσωση 2), υποθέτοντας τη χημική ισορροπία μεταξύ των φάσεων [68]. Η εξίσωση 2 προήλθε για σωματίδια σε εξωτερικούς χώρους, αλλά έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της κατανομής σωματιδίων στον αέρα και σε εσωτερικά περιβάλλοντα [69, 70].
όπου log Kp είναι ο λογαριθμικός μετασχηματισμός του συντελεστή κατανομής σωματιδίου-αερίου στον αέρα, log Koa είναι ο λογαριθμικός μετασχηματισμός του συντελεστή κατανομής οκτανόλης/αέρα, Koa (χωρίς διάσταση) και \({fom}\) είναι το κλάσμα οργανικής ύλης σε σωματίδια (χωρίς διάσταση). Η τιμή fom λαμβάνεται ως 0,4 [71, 72]. Η τιμή Koa ελήφθη από το OPERA 2.6 που λήφθηκε χρησιμοποιώντας τον πίνακα ελέγχου χημικής παρακολούθησης CompTox (US EPA, 2023) (Εικόνα S2), καθώς έχει τις λιγότερο προκατειλημμένες εκτιμήσεις σε σύγκριση με άλλες μεθόδους εκτίμησης [73]. Λάβαμε επίσης πειραματικές τιμές των εκτιμήσεων Koa και Kowwin/HENRYWIN χρησιμοποιώντας το EPISuite [74].
Δεδομένου ότι το DF για όλα τα φυτοφάρμακα που ανιχνεύθηκαν ήταν ≤50%, τιμές
Το Σχήμα S3 και οι πίνακες S6 και S8 δείχνουν τις τιμές Koa που βασίζονται στο OPERA, τη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης (φίλτρου) κάθε ομάδας φυτοφαρμάκου και την υπολογιζόμενη αέρια φάση και τις συνολικές συγκεντρώσεις. Οι συγκεντρώσεις αέριας φάσης και το μέγιστο άθροισμα των ανιχνευόμενων φυτοφαρμάκων για κάθε χημική ομάδα (δηλαδή Σ8OCP, Σ3OPP, Σ8PYR και Σ3STR) που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας τις πειραματικές και υπολογισμένες τιμές Koa από το EPISuite παρέχονται στους Πίνακες S7 και S8, αντίστοιχα. Αναφέρουμε μετρημένες συγκεντρώσεις σωματιδιακής φάσης και συγκρίνουμε τις συνολικές συγκεντρώσεις στον αέρα που υπολογίζονται εδώ (χρησιμοποιώντας εκτιμήσεις βάσει του OPERA) με τις συγκεντρώσεις στον αέρα από περιορισμένο αριθμό μη γεωργικών αναφορών συγκεντρώσεων αερομεταφερόμενων φυτοφαρμάκων και από διάφορες μελέτες νοικοκυριών χαμηλού SES [26, 31, 76,77,78] (Πίνακας S9). Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτή η σύγκριση είναι κατά προσέγγιση λόγω των διαφορών στις μεθόδους δειγματοληψίας και στα έτη μελέτης. Από όσο γνωρίζουμε, τα δεδομένα που παρουσιάζονται εδώ είναι τα πρώτα που μετρούν φυτοφάρμακα εκτός από τα παραδοσιακά οργανοχλωρίδια στον αέρα των εσωτερικών χώρων στον Καναδά.
Στη φάση των σωματιδίων, η μέγιστη ανιχνευόμενη συγκέντρωση του Σ8OCP ήταν 4400 pg/m3 (Πίνακας S8). Το OCP με την υψηλότερη συγκέντρωση ήταν το επταχλωρικό (περιορίστηκε το 1985) με μέγιστη συγκέντρωση 2600 pg/m3, ακολουθούμενο από το p,p'-DDT (περιορίστηκε το 1985) με μέγιστη συγκέντρωση 1400 pg/m3 [57]. Το Chlorothalonil με μέγιστη συγκέντρωση 1200 pg/m3 είναι ένα αντιβακτηριδιακό και αντιμυκητιακό φυτοφάρμακο που χρησιμοποιείται στις βαφές. Αν και η εγγραφή του για χρήση σε εσωτερικούς χώρους ανεστάλη το 2011, το DF του παραμένει στο 50% [55]. Οι σχετικά υψηλές τιμές DF και οι συγκεντρώσεις των παραδοσιακών OCP υποδεικνύουν ότι τα OCPs έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στο παρελθόν και ότι είναι επίμονα σε εσωτερικά περιβάλλοντα [6].
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η ηλικία δόμησης συσχετίζεται θετικά με τις συγκεντρώσεις παλαιότερων OCPs [6, 79]. Παραδοσιακά, τα OCPs χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των παρασίτων σε εσωτερικούς χώρους, ιδιαίτερα η λινδάνη για τη θεραπεία των ψειρών, μια ασθένεια που είναι πιο κοινή σε νοικοκυριά με χαμηλότερη κοινωνικοοικονομική κατάσταση από ότι σε νοικοκυριά με υψηλότερη κοινωνικοοικονομική κατάσταση [80, 81]. Η υψηλότερη συγκέντρωση λινδανίου ήταν 990 pg/m3.
Για τη συνολική σωματιδιακή ύλη και την αέρια φάση, το heptachlor είχε την υψηλότερη συγκέντρωση, με μέγιστη συγκέντρωση 443.000 pg/m3. Οι μέγιστες συνολικές συγκεντρώσεις αέρα Σ8OCP που υπολογίζονται από τις τιμές Koa σε άλλες περιοχές παρατίθενται στον Πίνακα S8. Οι συγκεντρώσεις επταχλωρίου, λινδανίου, χλωροθαλονίλης και ενδοσουλφάνης Ι ήταν 2 (χλωροθαλονίλη) έως 11 (ενδοσουλφάν Ι) φορές υψηλότερες από αυτές που βρέθηκαν σε άλλες μελέτες οικιστικών περιβαλλόντων υψηλού και χαμηλού εισοδήματος στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Γαλλία που μετρήθηκαν πριν από 30 χρόνια [77, 884]8.
Η υψηλότερη συνολική συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης των τριών OPs (Σ3OPPs) -μαλαθείο, τριχλωροφόνη και διαζινόνη- ήταν 3.600 pg/m3. Από αυτά, μόνο το μαλαθείο είναι επί του παρόντος εγγεγραμμένο για οικιακή χρήση στον Καναδά.[55] Το Trichlorfon είχε την υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης στην κατηγορία OPP, με μέγιστο 3.600 pg/m3. Στον Καναδά, το trichlorfon έχει χρησιμοποιηθεί ως τεχνικό παρασιτοκτόνο σε άλλα προϊόντα ελέγχου παρασίτων, όπως για τον έλεγχο των μη ανθεκτικών μυγών και κατσαρίδων.[55] Το μαλαθείο είναι εγγεγραμμένο ως τρωκτικοκτόνο για οικιακή χρήση, με μέγιστη συγκέντρωση 2.800 pg/m3.
Η μέγιστη συνολική συγκέντρωση Σ3OPPs (αέριο + σωματίδια) στον αέρα είναι 77.000 pg/m3 (60.000–200.000 pg/m3 με βάση την τιμή Koa EPISuite). Οι αερομεταφερόμενες συγκεντρώσεις OPP είναι χαμηλότερες (DF 11–24%) από τις συγκεντρώσεις OCP (DF 0–50%), το οποίο πιθανότατα οφείλεται στη μεγαλύτερη εμμονή της OCP [85].
Οι συγκεντρώσεις διαζινόνης και μαλαθείου που αναφέρονται εδώ είναι υψηλότερες από αυτές που μετρήθηκαν πριν από περίπου 20 χρόνια σε νοικοκυριά με χαμηλή κοινωνικοοικονομική κατάσταση στο Νότιο Τέξας και τη Βοστώνη (όπου αναφέρθηκε μόνο η διαζινόνη) [26, 78]. Οι συγκεντρώσεις διαζινόνης που μετρήσαμε ήταν χαμηλότερες από αυτές που αναφέρθηκαν σε μελέτες νοικοκυριών με χαμηλή και μεσαία κοινωνικοοικονομική κατάσταση στη Νέα Υόρκη και τη Βόρεια Καλιφόρνια (δεν μπορέσαμε να εντοπίσουμε πιο πρόσφατες αναφορές στη βιβλιογραφία) [76, 77].
Τα PYR είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα για τον έλεγχο των κοριών σε πολλές χώρες, αλλά λίγες μελέτες έχουν μετρήσει τις συγκεντρώσεις τους στον αέρα των εσωτερικών χώρων [86, 87]. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αναφέρονται δεδομένα συγκέντρωσης PYR σε εσωτερικούς χώρους στον Καναδά.
Στη φάση των σωματιδίων, η μέγιστη τιμή \(\,{\sum }_{8}{PYRs}\) είναι 36.000 pg/m3. Η πυρεθρίνη I ήταν η πιο συχνά ανιχνευμένη (DF% = 48), με την υψηλότερη τιμή 32.000 pg/m3 μεταξύ όλων των φυτοφαρμάκων. Το Pyrethroid I είναι εγγεγραμμένο στον Καναδά για τον έλεγχο κοριών, κατσαρίδων, ιπτάμενων εντόμων και παρασίτων κατοικίδιων ζώων [55, 88]. Επιπρόσθετα, η πυρεθρίνη Ι θεωρείται θεραπεία πρώτης γραμμής για την πεντικολίωση στον Καναδά [89]. Δεδομένου ότι οι άνθρωποι που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες είναι πιο ευάλωτοι σε προσβολές από κοριούς και ψείρες [80, 81], αναμέναμε ότι η συγκέντρωση της πυρεθρίνης Ι θα ήταν υψηλή. Από όσο γνωρίζουμε, μόνο μία μελέτη ανέφερε συγκεντρώσεις πυρεθρίνης Ι στον αέρα εσωτερικών χώρων κατοικιών και καμία δεν ανέφερε πυρεθρίνη Ι σε κοινωνικές κατοικίες. Οι συγκεντρώσεις που παρατηρήσαμε ήταν υψηλότερες από αυτές που αναφέρονται στη βιβλιογραφία [90].
Οι συγκεντρώσεις αλλεθρίνης ήταν επίσης σχετικά υψηλές, με τη δεύτερη υψηλότερη συγκέντρωση να βρίσκεται στη φάση των σωματιδίων στα 16.000 pg/m3, ακολουθούμενη από την περμεθρίνη (μέγιστη συγκέντρωση 14.000 pg/m3). Η αλλεθρίνη και η περμεθρίνη χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή κατοικιών. Όπως και η πυρεθρίνη Ι, η περμεθρίνη χρησιμοποιείται στον Καναδά για τη θεραπεία των ψειρών της κεφαλής.[89] Η υψηλότερη συγκέντρωση L-cyhalothrin που ανιχνεύθηκε ήταν 6.000 pg/m3. Αν και η L-cyhalothrin δεν είναι εγγεγραμμένη για οικιακή χρήση στον Καναδά, έχει εγκριθεί για εμπορική χρήση για την προστασία του ξύλου από τα μυρμήγκια ξυλουργών.[55, 91]
Η μέγιστη συνολική συγκέντρωση \({\sum }_{8}{PYRs}\) στον αέρα ήταν 740.000 pg/m3 (110.000–270.000 με βάση την τιμή Koa EPISuite). Οι συγκεντρώσεις αλλεθρίνης και περμεθρίνης εδώ (μέγιστο 406.000 pg/m3 και 14.500 pg/m3, αντίστοιχα) ήταν υψηλότερες από αυτές που αναφέρθηκαν σε μελέτες εσωτερικού αέρα με χαμηλότερο SES [26, 77, 78]. Ωστόσο, οι Wyatt et al. ανέφεραν υψηλότερα επίπεδα περμεθρίνης στον αέρα των εσωτερικών χώρων των σπιτιών χαμηλού SES στη Νέα Υόρκη από τα αποτελέσματά μας (12 φορές υψηλότερα) [76]. Οι συγκεντρώσεις περμεθρίνης που μετρήσαμε κυμαίνονταν από το χαμηλό άκρο έως το μέγιστο των 5300 pg/m3.
Αν και τα βιοκτόνα STR δεν είναι εγγεγραμμένα για χρήση στο σπίτι στον Καναδά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ορισμένα δομικά υλικά, όπως η ανθεκτική στη μούχλα επένδυση [75, 93]. Μετρήσαμε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις σωματιδιακής φάσης με μέγιστη \({\sum }_{3}{STRs}\) 1200 pg/m3 και συνολική συγκέντρωση αέρα \({\sum }_{3}{STRs}\) έως 1300 pg/m3. Οι συγκεντρώσεις STR στον αέρα εσωτερικού χώρου δεν έχουν μετρηθεί προηγουμένως.
[55] Η μέγιστη συγκέντρωση του imidacloprid στη σωματιδιακή φάση ήταν 930 pg/m3 και η μέγιστη συγκέντρωση στον γενικό αέρα ήταν 34.000 pg/m3.
Το μυκητοκτόνο προπικοναζόλη είναι εγγεγραμμένο στον Καναδά για χρήση ως συντηρητικό ξύλου σε δομικά υλικά.[55] Η μέγιστη συγκέντρωση που μετρήσαμε στη φάση των σωματιδίων ήταν 1100 pg/m3 και η μέγιστη συγκέντρωση στον γενικό αέρα υπολογίστηκε ότι ήταν 2200 pg/m3.
Το Pendimethalin είναι ένα παρασιτοκτόνο δινιτροανιλίνης με μέγιστη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης 4400 pg/m3 και μέγιστη συνολική συγκέντρωση αέρα 9100 pg/m3. Το Pendimethalin δεν είναι εγγεγραμμένο για οικιακή χρήση στον Καναδά, αλλά μια πηγή έκθεσης μπορεί να είναι η χρήση καπνού, όπως συζητείται παρακάτω.
Πολλά φυτοφάρμακα συσχετίστηκαν μεταξύ τους (Πίνακας S10). Όπως αναμενόταν, το p,p′-DDT και το p,p′-DDE είχαν σημαντικές συσχετίσεις επειδή το p,p′-DDE είναι μεταβολίτης του p,p′-DDT. Ομοίως, η ενδοσουλφάνη I και η ενδοσουλφάνη II είχαν επίσης σημαντική συσχέτιση επειδή είναι δύο διαστερεοϊσομερή που εμφανίζονται μαζί στην τεχνική ενδοσουλφάνη. Η αναλογία των δύο διαστερεοϊσομερών (ενδοσουλφάνη I:ενδοσουλφάνη II) ποικίλλει από 2:1 έως 7:3 ανάλογα με το τεχνικό μείγμα [94]. Στη μελέτη μας, η αναλογία κυμαινόταν από 1:1 έως 2:1.
Στη συνέχεια, αναζητήσαμε συνυπάρχουσες περιπτώσεις που θα μπορούσαν να υποδεικνύουν τη συνχρήση φυτοφαρμάκων και τη χρήση πολλαπλών φυτοφαρμάκων σε ένα μόνο φυτοφάρμακο (δείτε το διάγραμμα σημείου διακοπής στο Σχήμα S4). Για παράδειγμα, η ταυτόχρονη εμφάνιση μπορεί να συμβεί επειδή τα δραστικά συστατικά θα μπορούσαν να συνδυαστούν με άλλα φυτοφάρμακα με διαφορετικούς τρόπους δράσης, όπως ένα μείγμα πυριπροξυφένης και τετραμεθρίνης. Εδώ, παρατηρήσαμε μια συσχέτιση (p < 0,01) και συν-εμφάνιση (6 μονάδες) αυτών των φυτοφαρμάκων (Εικόνα S4 και Πίνακας S10), σύμφωνα με τη συνδυασμένη τους σύνθεση [75]. Σημαντικές συσχετίσεις (p < 0,01) και συν-εμφανίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ OCPs όπως p,p'-DDT με λινδάνιο (5 μονάδες) και επταχλωρικό (6 μονάδες), υποδηλώνοντας ότι χρησιμοποιήθηκαν για μια χρονική περίοδο ή εφαρμόστηκαν μαζί πριν από την εισαγωγή των περιορισμών. Δεν παρατηρήθηκε συνπαρουσία OFP, με εξαίρεση τη διαζινόνη και το μαλαθείο, που ανιχνεύθηκαν σε 2 μονάδες.
Το υψηλό ποσοστό συν-εμφάνισης (8 μονάδες) που παρατηρείται μεταξύ πυριπροξυφένης, ιμιδακλοπρίδης και περμεθρίνης μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση αυτών των τριών ενεργών φυτοφαρμάκων σε εντομοκτόνα προϊόντα για τον έλεγχο των κροτώνων, των ψειρών και των ψύλλων σε σκύλους [95]. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν επίσης ποσοστά ταυτόχρονης εμφάνισης ιμιδακλοπρίδης και L-κυπερμεθρίνης (4 μονάδες), προπαργυλτρίνης (4 μονάδες) και πυρεθρίνης Ι (9 μονάδες). Από όσο γνωρίζουμε, δεν υπάρχουν δημοσιευμένες αναφορές ταυτόχρονης εμφάνισης imidacloprid με L-cypermethrin, propargyltrine και pyrethrin I στον Καναδά. Ωστόσο, τα καταχωρημένα φυτοφάρμακα σε άλλες χώρες περιέχουν μείγματα ιμιδακλοπρίδης με L-cypermethrin και προπαργυλτρίνη [96, 97]. Επιπλέον, δεν γνωρίζουμε κανένα προϊόν που περιέχει μείγμα πυρεθρίνης Ι και ιμιδακλοπρίδης. Η χρήση και των δύο εντομοκτόνων μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη συνύπαρξη, καθώς και τα δύο χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των κοριών, που είναι κοινά στην κοινωνική κατοικία [86, 98]. Βρήκαμε ότι η περμεθρίνη και η πυρεθρίνη Ι (16 μονάδες) συσχετίστηκαν σημαντικά (p < 0,01) και είχαν τον υψηλότερο αριθμό συν-εμφανίσεων, γεγονός που υποδηλώνει ότι χρησιμοποιήθηκαν μαζί. Αυτό ίσχυε επίσης για την πυρεθρίνη Ι και την αλλεθρίνη (7 μονάδες, p <0,05), ενώ η περμεθρίνη και η αλλεθρίνη είχαν χαμηλότερη συσχέτιση (5 μονάδες, p <0,05) [75]. Η πεντιμεθαλίνη, η περμεθρίνη και το θειοφανικό-μεθύλιο, που χρησιμοποιούνται στις καλλιέργειες καπνού, έδειξαν επίσης συσχέτιση και συν-εμφάνιση σε εννέα μονάδες. Επιπρόσθετες συσχετίσεις και συνυπάρξεις παρατηρήθηκαν μεταξύ φυτοφαρμάκων για τα οποία δεν έχουν αναφερθεί συνταγοποιήσεις, όπως η περμεθρίνη με STRs (δηλαδή, azoxystrobin, fluoxastrobin και trifloxystrobin).
Η καλλιέργεια και η επεξεργασία του καπνού βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στα φυτοφάρμακα. Τα επίπεδα φυτοφαρμάκων στον καπνό μειώνονται κατά τη συγκομιδή, τη σκλήρυνση και την παραγωγή του τελικού προϊόντος. Ωστόσο, τα υπολείμματα φυτοφαρμάκων εξακολουθούν να παραμένουν στα φύλλα του καπνού.[99] Επιπλέον, τα φύλλα του καπνού μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με φυτοφάρμακα μετά τη συγκομιδή.[100] Ως αποτέλεσμα, έχουν εντοπιστεί φυτοφάρμακα τόσο στα φύλλα του καπνού όσο και στον καπνό.
Στο Οντάριο, περισσότερα από τα μισά από τα 12 μεγαλύτερα κτίρια κοινωνικής στέγασης δεν έχουν πολιτική απαγόρευσης του καπνίσματος, θέτοντας τους κατοίκους σε κίνδυνο έκθεσης στο παθητικό κάπνισμα.[101] Τα κτίρια κοινωνικής κατοικίας MURB στη μελέτη μας δεν είχαν πολιτική απαγόρευσης του καπνίσματος. Ερευνήσαμε τους κατοίκους για να λάβουμε πληροφορίες σχετικά με τις καπνιστικές τους συνήθειες και πραγματοποιήσαμε ελέγχους στη μονάδα κατά τη διάρκεια επισκέψεων στο σπίτι για να εντοπίσουμε σημάδια καπνίσματος.[59, 64] Τον χειμώνα του 2017, το 30% των κατοίκων (14 στους 46) κάπνιζε.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-06-2025