Οι κάτοικοι με χαμηλότερο κοινωνικοοικονομικό επίπεδο (ΚΚΑ) που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες που επιδοτούνται από την κυβέρνηση ή από δημόσιους φορείς χρηματοδότησης ενδέχεται να είναι περισσότερο εκτεθειμένοι σε φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους, επειδή εφαρμόζονται λόγω δομικών ελαττωμάτων, κακής συντήρησης κ.λπ.
Το 2017, μετρήθηκαν 28 σωματιδιακά φυτοφάρμακα στον εσωτερικό αέρα σε 46 μονάδες επτά πολυκατοικιών κοινωνικής στέγασης χαμηλού εισοδήματος στο Τορόντο του Καναδά, χρησιμοποιώντας φορητούς καθαριστές αέρα που λειτουργούσαν για μία εβδομάδα. Τα φυτοφάρμακα που αναλύθηκαν ήταν παραδοσιακά και σήμερα χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα από τις ακόλουθες κατηγορίες: οργανοχλωρίδια, οργανοφωσφορικές ενώσεις, πυρεθροειδή και στροβιλουρίνες.
Τουλάχιστον ένα φυτοφάρμακο ανιχνεύθηκε στο 89% των μονάδων, με τα ποσοστά ανίχνευσης (DRs) για μεμονωμένα φυτοφάρμακα να φτάνουν το 50%, συμπεριλαμβανομένων των παραδοσιακών οργανοχλωριωμένων και των φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται σήμερα. Τα πυρεθροειδή που χρησιμοποιούνται σήμερα είχαν τα υψηλότερα DF και συγκεντρώσεις, με το πυρεθροειδές Ι να έχει την υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης στα 32.000 pg/m3. Το επταχλώριο, το οποίο απαγορεύτηκε στον Καναδά το 1985, είχε την υψηλότερη εκτιμώμενη μέγιστη συνολική συγκέντρωση στον αέρα (σωματιδιακή ύλη συν αέρια φάση) στα 443.000 pg/m3. Οι συγκεντρώσεις επταχλωρίου, λινδανίου, ενδοσουλφάνης Ι, χλωροθαλονίλης, αλλεθρίνης και περμεθρίνης (εκτός από μία μελέτη) ήταν υψηλότερες από εκείνες που μετρήθηκαν σε σπίτια χαμηλού εισοδήματος που αναφέρονται αλλού. Εκτός από την σκόπιμη χρήση φυτοφαρμάκων για τον έλεγχο 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 κατανομή φυτοφαρμάκων με υψηλή περιεκτικότητα σε DF σε μεμονωμένα κτίρια υποδηλώνει ότι οι κύριες πηγές των ανιχνευμένων φυτοφαρμάκων ήταν προγράμματα καταπολέμησης παρασίτων που διεξήγαγαν οι διαχειριστές κτιρίων ή/και η χρήση φυτοφαρμάκων από τους ενοίκους.
Οι κοινωνικές κατοικίες χαμηλού εισοδήματος εξυπηρετούν μια κρίσιμη ανάγκη, αλλά αυτές οι κατοικίες είναι ευάλωτες σε προσβολές από παράσιτα και εξαρτώνται από φυτοφάρμακα για τη συντήρησή τους. Διαπιστώσαμε ότι το 89% και των 46 μονάδων που εξετάστηκαν εκτέθηκαν σε τουλάχιστον ένα από τα 28 εντομοκτόνα σωματιδιακής φάσης, με τα πυρεθροειδή που χρησιμοποιούνται σήμερα και τις απαγορευμένες οργανοχλωρίνες (π.χ. DDT, επταχλώριο) να έχουν τις υψηλότερες συγκεντρώσεις λόγω της υψηλής επίμονης δράσης τους σε εσωτερικούς χώρους. Μετρήθηκαν επίσης οι συγκεντρώσεις αρκετών φυτοφαρμάκων που δεν είναι εγκεκριμένα για χρήση σε εσωτερικούς χώρους, όπως οι στροβιλουρίνες που χρησιμοποιούνται σε δομικά 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 στην παραγωγή γεωργικών καλλιεργειών για την ελαχιστοποίηση των ζημιών που προκαλούνται από τα παράσιτα. Το 2018, περίπου το 72% των φυτοφαρμάκων που πωλήθηκαν στον Καναδά χρησιμοποιήθηκαν στη γεωργία, με μόνο το 4,5% να χρησιμοποιείται σε οικιακούς χώρους.[1] Επομένως, οι περισσότερες μελέτες για τις συγκεντρώσεις και την έκθεση σε φυτοφάρμακα έχουν επικεντρωθεί σε γεωργικούς χώρους.[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 των παρασίτων. Σε οικιακούς χώρους, μία μόνο εφαρμογή φυτοφαρμάκου σε εσωτερικούς χώρους μπορεί να οδηγήσει στην 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 των οικόσιτων ζώων και τη χρήση τους ως μυκητοκτόνα σε έπιπλα και καταναλωτικά προϊόντα (π.χ., μάλλινα χαλιά, υφάσματα) και δομικά υλικά (π.χ., χρώματα τοίχων 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 έξω [11,12,13].
Εκτός από τους γεωργικούς εργάτες και τις οικογένειές τους, ορισμένες ομάδες είναι επίσης ευάλωτες στην έκθεση σε φυτοφάρμακα. Τα παιδιά είναι περισσότερο εκτεθειμένα σε πολλούς εσωτερικούς ρύπους, συμπεριλαμβανομένων των φυτοφαρμάκων, από τους ενήλικες λόγω υψηλότερων ποσοστών εισπνοής, κατάποσης σκόνης και συνηθειών επαφής με το χέρι στο 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 μεταβολιτών PYR στα ούρα των παιδιών [16]. Το DF των μεταβολιτών φυτοφαρμάκων PYR που αναφέρθηκε στην Καναδική Μελέτη Μέτρων Υγείας (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 στην πρώιμη ζωή. Οι Wyatt et al. ανέφεραν ότι τα φυτοφάρμακα σε δείγματα μητρικού και νεογνικού αίματος συσχετίστηκαν σε μεγάλο βαθμό, γεγονός που συνάδει με τη μεταφορά από τη μητέρα στο έμβρυο [18].
Τα άτομα που ζουν σε κατοικίες κατώτερης ποιότητας ή χαμηλού εισοδήματος διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο έκθεσης σε εσωτερικούς ρύπους, συμπεριλαμβανομένων των φυτοφαρμάκων [19, 20, 21]. Για παράδειγμα, στον Καναδά, μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα με χαμηλότερο κοινωνικοοικονομικό επίπεδο (SES) είναι πιο πιθανό να εκτεθούν σε φθαλικές ενώσεις, αλογονωμένα επιβραδυντικά φλόγας, οργανοφωσφορικούς πλαστικοποιητές και επιβραδυντικά φλόγας, και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAH) από ό,τι τα άτομα με υψηλότερο SES [22,23,24]. Ορισμένα από αυτά τα ευρήματα ισχύουν για άτομα που ζουν σε «κοινωνικές κατοικίες», τις οποίες ορίζουμε ως ενοικιαζόμενες κατοικίες που επιδοτούνται από την κυβέρνηση (ή από κρατικούς φορείς) και οι οποίες περιλαμβάνουν κατοίκους χαμηλότερου κοινωνικοοικονομικού επιπέδου [25]. Οι κοινωνικές κατοικίες σε πολυκατοικίες (MURBs) είναι ευάλωτες σε προσβολές από παράσιτα, κυρίως λόγω των δομικών τους ελαττωμάτων (π.χ. ρωγμές και σχισμές στους τοίχους), έλλειψης κατάλληλης συντήρησης/επισκευής, ανεπαρκών υπηρεσιών καθαρισμού και διάθεσης αποβλήτων και συχνού υπερπληθυσμού [20, 26]. Παρόλο που υπάρχουν διαθέσιμα ολοκληρωμένα προγράμματα διαχείρισης παρασίτων για την ελαχιστοποίηση της ανάγκης για προγράμματα ελέγχου παρασίτων στη διαχείριση κτιρίων και, ως εκ τούτου, τη μείωση του κινδύνου έκθεσης σε φυτοφάρμακα, ιδιαίτερα σε κτίρια πολλαπλών μονάδων, τα παράσιτα μπορούν να εξαπλωθούν σε όλο το κτίριο [21, 27, 28]. Η εξάπλωση των παρασίτων και η σχετική χρήση φυτοφαρμάκων μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ποιότητα του εσωτερικού αέρα και να εκθέσει τους ενοίκους 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 από ό,τι σε κατοικίες υψηλού εισοδήματος λόγω της κακής ποιότητας στέγασης [11, 26, 30,31,32]. Επειδή οι κάτοικοι χαμηλού εισοδήματος συχνά έχουν λίγες επιλογές για να φύγουν από τα σπίτια τους, ενδέχεται να εκτίθενται συνεχώς σε φυτοφάρμακα στα σπίτια τους.
Στα σπίτια, οι κάτοικοι ενδέχεται να εκτίθενται σε υψηλές συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων για μεγάλα χρονικά διαστήματα, επειδή τα υπολείμματα φυτοφαρμάκων παραμένουν λόγω έλλειψης ηλιακού φωτός, υγρασίας και μικροβιακών οδών αποικοδόμησης [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 καρκίνους του αίματος, καρκίνους του εγκεφάλου (συμπεριλαμβανομένων των παιδικών καρκίνων), επιπτώσεις που σχετίζονται με ενδοκρινικές διαταραχές και νόσο Αλτσχάιμερ.
Ως συμβαλλόμενο μέρος της Σύμβασης της Στοκχόλμης, ο Καναδάς έχει επιβάλει περιορισμούς σε εννέα OCP [42, 54]. Η επαναξιολόγηση των κανονιστικών απαιτήσεων στον Καναδά έχει οδηγήσει στη σταδιακή κατάργηση σχεδόν όλων των οικιακών εσωτερικών χρήσεων του OPP και του καρβαμικού.[55] Η Ρυθμιστική Υπηρεσία Διαχείρισης Παρασίτων του Καναδά (PMRA) περιορίζει επίσης ορισμένες εσωτερικές χρήσεις του PYR. Για παράδειγμα, η χρήση κυπερμεθρίνης για εσωτερικές περιμετρικές επεξεργασίες και διασπορές έχει διακοπεί λόγω των πιθανών επιπτώσεών της στην ανθρώπινη υγεία, ιδίως στα παιδιά [56]. Το Σχήμα 1 παρέχει μια σύνοψη αυτών των περιορισμών [55, 57, 58].
Ο άξονας Υ αντιπροσωπεύει τα ανιχνευόμενα 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 σχετικά με τις συχνότητες ανίχνευσης και τις μέγιστες συγκεντρώσεις παρέχονται στον Πίνακα S6.
Στόχος μας ήταν να μετρήσουμε τις συγκεντρώσεις και την έκθεση στον εσωτερικό αέρα (π.χ., εισπνοή) σε φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται σήμερα και σε παλαιότερα χρησιμοποιούμενα σε νοικοκυριά χαμηλού κοινωνικοοικονομικού επιπέδου που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες στο Τορόντο του Καναδά, και να εξετάσουμε ορισμένους από τους παράγοντες που σχετίζονται με αυτές τις εκθέσεις. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να καλύψει το κενό στα δεδομένα σχετικά με την έκθεση σε φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται σήμερα και παλαιότερα στις κατοικίες ευάλωτων πληθυσμών, ιδίως δεδομένου ότι τα δεδομένα για τα φυτοφάρμακα σε εσωτερικούς χώρους 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 τρία σημεία στην πόλη του Τορόντο. Όλα τα κτίρια απέχουν τουλάχιστον 65 χλμ. από οποιαδήποτε γεωργική ζώνη (εξαιρουμένων των οικοπέδων με αυλές). Αυτά τα κτίρια είναι αντιπροσωπευτικά των κοινωνικών κατοικιών στο Τορόντο. Η μελέτη μας αποτελεί επέκταση μιας ευρύτερης μελέτης που εξέτασε τα επίπεδα σωματιδίων (PM) σε μονάδες κοινωνικών κατοικιών πριν και μετά τις ενεργειακές αναβαθμίσεις [59,60,61]. Επομένως, η στρατηγική δειγματοληψίας μας περιορίστηκε στη συλλογή αερομεταφερόμενων PM.
Για κάθε οικοδομικό τετράγωνο, αναπτύχθηκαν τροποποιήσεις που περιελάμβαναν εξοικονόμηση νερού και ενέργειας (π.χ. αντικατάσταση μονάδων εξαερισμού, λεβήτων και συσκευών θέρμανσης) για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, τη βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα και την αύξηση της θερμικής άνεσης [62, 63]. Τα διαμερίσματα χωρίζονται ανάλογα με τον τύπο διαμονής: ηλικιωμένοι, οικογένειες και άτομα που ζουν μόνοι. Τα χαρακτηριστικά και οι τύποι των κτιρίων περιγράφονται λεπτομερέστερα αλλού [24].
Αναλύθηκαν σαράντα έξι δείγματα φίλτρων αέρα που συλλέχθηκαν από 46 μονάδες κοινωνικής στέγασης 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 μέσο φίλτρου σωματιδιακού αέρα υψηλής απόδοσης 127 mm (το υλικό που χρησιμοποιείται στα φίλτρα HEPA) για 1 εβδομάδα. Όλοι οι φορητοί καθαριστές αέρα καθαρίστηκαν με ισοπροπυλικά μαντηλάκια πριν και μετά τη χρήση για να αποφευχθεί η διασταυρούμενη μόλυνση. Οι 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, Σχήμα S1). Κατά τη διάρκεια της εβδομαδιαίας περιόδου δειγματοληψίας, η μέση 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 δειγματοληπτών 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 ενοίκων (π.χ. κάπνισμα). Μια έρευνα παρακολούθησης διεξήχθη 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 αξιολογηθεί η συμπεριφορά των ενοίκων και οι πιθανές αλλαγές στα χαρακτηριστικά του νοικοκυριού και τη συμπεριφορά των ενοίκων, όπως το κάπνισμα, ο χειρισμός πορτών και παραθύρων και η χρήση απορροφητήρων ή ανεμιστήρων κουζίνας κατά το μαγείρεμα. [59, 64] Μετά την τροποποίηση, αναλύθηκαν φίλτρα για 28 φυτοφάρμακα-στόχους (η ενδοσουλφάνη I και II και τα α- και γ-χλωρδάνιο θεωρήθηκαν ως διαφορετικές ενώσεις, και το p,p′-DDE ήταν ένας μεταβολίτης του p,p′-DDT, όχι φυτοφάρμακο), συμπεριλαμβανομένων τόσο παλαιών όσο και σύγχρονων φυτοφαρμάκων (Πίνακας S1).
Οι Wang et al. [60] περιέγραψαν λεπτομερώς τη διαδικασία εκχύλισης 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 τυφλά αποτελούνταν από φίλτρα υαλοβάμβακα, ένα για κάθε πέντε δείγματα, συνολικά εννέα, στα οποία είχαν προστεθεί έξι επισημασμένα υποκατάστατα φυτοφαρμάκων (Πίνακας S2, Chromatographic Specialties Inc.) για τον έλεγχο της ανάκτησης. Οι συγκεντρώσεις-στόχοι φυτοφαρμάκων μετρήθηκαν επίσης σε πέντε τυφλά πεδίου. Κάθε δείγμα φίλτρου υποβλήθηκε σε υπερήχους τρεις φορές για 20 λεπτά η καθεμία με 10 mL εξανίου:ακετόνης:διχλωρομεθανίου (2:1:1, v:v:v) (βαθμού HPLC, Fisher Scientific). Τα υπερκείμενα από τις τρεις εκχυλίσεις συγκεντρώθηκαν και συμπυκνώθηκαν σε 1 mL σε 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 φιαλίδιο GC χρώματος κεχριμπαριού. 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 λειτουργία ηλεκτρονιακής κρούσης και χημικού ιονισμού. Οι παράμετροι του οργάνου δίνονται σε SI4 και οι ποσοτικές πληροφορίες ιόντων δίνονται στους Πίνακες S3 και S4.
Πριν από την εκχύλιση, επισημασμένα υποκατάστατα φυτοφαρμάκων προστέθηκαν σε δείγματα και κενά (Πίνακας S2) για την παρακολούθηση της ανάκτησης κατά τη διάρκεια της ανάλυσης. Οι ανακτήσεις των ενώσεων-δεικτών στα δείγματα κυμαίνονταν από 62% έως 83%. όλα τα αποτελέσματα για τις μεμονωμένες χημικές ουσίες διορθώθηκαν ως προς την ανάκτηση. Τα δεδομένα διορθώθηκαν ως κενά χρησιμοποιώντας τις μέσες τιμές εργαστηριακού και πεδίου κενού για κάθε φυτοφάρμακο (οι τιμές παρατίθενται στον Πίνακα S5) σύμφωνα με τα κριτήρια που εξηγούνται από τους Saini et al. [65]: όταν η συγκέντρωση του κενού ήταν μικρότερη από 5% της συγκέντρωσης του δείγματος, δεν πραγματοποιήθηκε διόρθωση κενού για μεμονωμένες χημικές ουσίες. όταν η συγκέντρωση του κενού ήταν 5-35%, τα δεδομένα διορθώθηκαν ως κενά. εάν η συγκέντρωση του κενού ήταν μεγαλύτερη από 35% της τιμής, τα δεδομένα απορρίφθηκαν. Το όριο ανίχνευσης της μεθόδου (MDL, Πίνακας S6) ορίστηκε ως η μέση συγκέντρωση του εργαστηριακού κενού (n = 9) συν τρεις φορές την τυπική απόκλιση. Εάν δεν ανιχνεύθηκε μια ένωση στο κενό, ο λόγος σήματος προς θόρυβο της ένωσης στο χαμηλότερο πρότυπο διάλυμα (~10:1) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό του ορίου ανίχνευσης του οργάνου. Οι συγκεντρώσεις σε εργαστηριακά και επιτόπια δείγματα ήταν
Η χημική μάζα στο φίλτρο αέρα μετατρέπεται στην ολοκληρωμένη συγκέντρωση αερομεταφερόμενων σωματιδίων χρησιμοποιώντας βαρυμετρική ανάλυση και ο ρυθμός ροής και η απόδοση του φίλτρου μετατρέπονται στην ολοκληρωμένη συγκέντρωση αερομεταφερόμενων σωματιδίων σύμφωνα με την εξίσωση 1:
όπου M (g) είναι η συνολική μάζα των PM που δεσμεύονται 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 καθαριστή αέρα και t (h) είναι ο χρόνος ανάπτυξης. Το βάρος του φίλτρου καταγράφηκε πριν και μετά την ανάπτυξη. Πλήρεις λεπτομέρειες σχετικά με τις μετρήσεις και τους ρυθμούς ροής αέρα παρέχονται από τους Wang et al. [60].
Η μέθοδος δειγματοληψίας που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή την εργασία μέτρησε μόνο τη συγκέντρωση της σωματιδιακής φάσης. Εκτιμήσαμε ισοδύναμες συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων στην αέρια φάση χρησιμοποιώντας την εξίσωση Harner-Biedelman (Εξίσωση 2), υποθέτοντας χημική ισορροπία μεταξύ των φάσεων [68]. Η Εξίσωση 2 προέκυψε για σωματιδιακή ύλη σε εξωτερικούς χώρους, αλλά έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της κατανομής σωματιδίων στον αέρα και σε εσωτερικούς χώρους [69, 70].
όπου log Kp είναι ο λογαριθμικός μετασχηματισμός του συντελεστή κατανομής σωματιδίων-αερίου στον αέρα, log Koa είναι ο λογαριθμικός μετασχηματισμός του συντελεστή κατανομής οκτανόλης/αέρα, Koa (αδιάστατος) και \({fom}\) είναι το κλάσμα της οργανικής ύλης στην αδιάστατη σωματιδιακή ύλη. Η τιμή fom λαμβάνεται ίση με 0,4 [71, 72]. Η τιμή Koa λήφθηκε από το OPERA 2.6 που ελήφθη χρησιμοποιώντας τον πίνακα ελέγχου χημικής παρακολούθησης CompTox (US EPA, 2023) (Σχήμα S2), καθώς έχει τις λιγότερο μεροληπτικές 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 ανιχνευμένα φυτοφάρμακα ήταν ≤50%, οι τιμές
Το Σχήμα S3 και οι Πίνακες S6 και S8 δείχνουν τις τιμές Koa που βασίζονται στο OPERA, τη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης (φίλτρο) κάθε ομάδας φυτοφαρμάκων, καθώς και τις υπολογισμένες συγκεντρώσεις αέριας φάσης και συνολικές συγκεντρώσεις. Οι συγκεντρώσεις αέριας φάσης και το μέγιστο άθροισμα των ανιχνευμένων 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 τις μετρούμενες συγκεντρώσεις σωματιδιακής φάσης και συγκρίνουμε τις συνολικές συγκεντρώσεις στον αέρα που υπολογίστηκαν εδώ (χρησιμοποιώντας εκτιμήσεις που βασίζονται στο OPERA) με τις συγκεντρώσεις στον αέρα από έναν 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 διαφορών στις μεθόδους δειγματοληψίας και τα έτη μελέτης. Από όσο γνωρίζουμε, τα δεδομένα που παρουσιάζονται εδώ είναι τα πρώτα που μετρούν φυτοφάρμακα εκτός από τις παραδοσιακές οργανοχλωρίνες στον εσωτερικό αέρα στον Καναδά.
Στη φάση των σωματιδίων, η μέγιστη ανιχνευόμενη συγκέντρωση Σ8OCP ήταν 4400 pg/m3 (Πίνακας S8). Το OCP με την υψηλότερη συγκέντρωση ήταν το επταχλώριο (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 χλωροθαλονίλ με μέγιστη συγκέντρωση 1200 pg/m3 είναι ένα αντιβακτηριακό και αντιμυκητιασικό φυτοφάρμακο που χρησιμοποιείται σε χρώματα. Αν και η έγκρισή του για εσωτερική χρήση ανεστάλη το 2011, ο συντελεστής φθορισμού του παραμένει στο 50% [55]. Οι σχετικά υψηλές τιμές συντελεστή φθορισμού και οι συγκεντρώσεις των παραδοσιακών OCP υποδεικνύουν ότι τα OCP έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στο παρελθόν και ότι είναι ανθεκτικά σε εσωτερικούς χώρους [6].
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η ηλικία των κτιρίων συσχετίζεται θετικά με τις συγκεντρώσεις παλαιότερων οργανικών προϊόντων (OCP) [6, 79]. Παραδοσιακά, τα οργανικά προϊόντα (OCP) έχουν χρησιμοποιηθεί για την καταπολέμηση παρασίτων σε εσωτερικούς χώρους, ιδιαίτερα το λινδάνιο για την αντιμετώπιση της ψείρας της κεφαλής, μιας ασθένειας που είναι πιο συχνή σε νοικοκυριά με χαμηλότερο κοινωνικοοικονομικό επίπεδο από ό,τι σε νοικοκυριά με υψηλότερο κοινωνικοοικονομικό επίπεδο [80, 81]. Η υψηλότερη συγκέντρωση λινδανίου ήταν 990 pg/m3.
Για τη συνολική σωματιδιακή ύλη και την αέρια φάση, το επταχλώριο είχε την υψηλότερη συγκέντρωση, με μέγιστη συγκέντρωση 443.000 pg/m3. Οι μέγιστες συνολικές συγκεντρώσεις Σ8OCP στον αέρα που εκτιμώνται από τις τιμές Koa σε άλλα εύρη παρατίθενται στον Πίνακα S8. Οι συγκεντρώσεις επταχλωρίου, λινδανίου, χλωροθαλονίλης και ενδοσουλφάνης I ήταν 2 (χλωροθαλονίλης) έως 11 (ενδοσουλφάνης I) φορές υψηλότερες από εκείνες που βρέθηκαν σε άλλες μελέτες οικιστικών περιβαλλόντων υψηλού και χαμηλού εισοδήματος στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Γαλλία, οι οποίες μετρήθηκαν πριν από 30 χρόνια [77, 82,83,84].
Η υψηλότερη συνολική συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης των τριών OPs (Σ3OPPs) - μαλαθείο, τριχλωρφόνη και διαζινόνη - ήταν 3.600 pg/m3. Από αυτά, μόνο το μαλαθείο είναι επί του παρόντος καταχωρημένο για οικιακή χρήση στον Καναδά.[55] Το τριχλωρφόνιο είχε την υψηλότερη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης στην κατηγορία OPP, με μέγιστο 3.600 pg/m3. Στον Καναδά, το τριχλωρφόνιο έχει χρησιμοποιηθεί ως τεχνικό φυτοφάρμακο σε άλλα προϊόντα ελέγχου παρασίτων, όπως για τον έλεγχο μη ανθεκτικών μυγών και κατσαρίδων.[55] Το μαλαθείο είναι καταχωρημένο 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 συγκεντρώσεις OPP στον αέρα είναι χαμηλότερες (DF 11–24%) από τις συγκεντρώσεις OCP (DF 0–50%), κάτι που πιθανότατα οφείλεται στη μεγαλύτερη επιμονή των OCP [85].
Οι συγκεντρώσεις διαζινόνης και μαλαθείου που αναφέρονται εδώ είναι υψηλότερες από εκείνες που μετρήθηκαν πριν από περίπου 20 χρόνια σε νοικοκυριά χαμηλού κοινωνικοοικονομικού επιπέδου στο Νότιο Τέξας και τη Βοστώνη (όπου αναφέρθηκε μόνο η διαζινόνη) [26, 78]. Οι συγκεντρώσεις διαζινόνης που μετρήσαμε ήταν χαμηλότερες από εκείνες που αναφέρθηκαν σε μελέτες νοικοκυριών χαμηλού και μεσαίου κοινωνικοοικονομικού επιπέδου 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 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 ανιχνεύσιμη (DF% = 48), με την υψηλότερη τιμή των 32.000 pg/m3 μεταξύ όλων των φυτοφαρμάκων. Το πυρεθροειδές I είναι καταχωρημένο στον Καναδά για τον έλεγχο κοριών, κατσαρίδων, ιπτάμενων εντόμων και παρασίτων κατοικίδιων ζώων [55, 88]. Επιπλέον, η πυρεθρίνη I θεωρείται θεραπεία πρώτης γραμμής για την πενικιλίωση στον Καναδά [89]. Δεδομένου ότι τα άτομα που ζουν σε κοινωνικές κατοικίες είναι πιο ευάλωτα σε προσβολές από κοριούς και ψείρες [80, 81], αναμέναμε ότι η συγκέντρωση της πυρεθρίνης I θα ήταν υψηλή. Από όσο γνωρίζουμε, μόνο μία μελέτη έχει αναφέρει συγκεντρώσεις πυρεθρίνης I στον εσωτερικό αέρα κατοικιών και καμία δεν έχει αναφέρει πυρεθρίνη I 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 σωματιδιακή φάση 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 την αντιμετώπιση των ψειρών της κεφαλής.[89] Η υψηλότερη συγκέντρωση L-κυαλοθρίνης που ανιχνεύθηκε ήταν 6.000 pg/m3. Αν και η L-κυαλοθρίνη δεν είναι εγκεκριμένη για οικιακή χρήση στον Καναδά, είναι εγκεκριμένη για εμπορική χρήση για την προστασία του ξύλου από τα μυρμήγκια ξυλουργού.[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 εκείνες που αναφέρθηκαν σε μελέτες εσωτερικού αέρα με χαμηλότερο SES [26, 77, 78]. Ωστόσο, οι Wyatt et al. ανέφεραν υψηλότερα επίπεδα περμεθρίνης στον εσωτερικό αέρα κατοικιών με χαμηλό SES στη Νέα Υόρκη από τα αποτελέσματά μας (12 φορές υψηλότερα) [76]. Οι συγκεντρώσεις περμεθρίνης που μετρήσαμε κυμαίνονταν από το χαμηλό έως το μέγιστο των 5300 pg/m3.
Παρόλο που τα βιοκτόνα STR δεν είναι εγκεκριμένα για χρήση σε οικιακές εγκαταστάσεις στον Καναδά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ορισμένα οικοδομικά υλικά, όπως οι ανθεκτικές στη μούχλα επενδύσεις [75, 93]. Μετρήσαμε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις σωματιδιακής φάσης με μέγιστες \({\sum }_{3}{STRs}\) 1200 pg/m3 και συνολικές \({\sum }_{3}{STRs}\) στον αέρα έως 1300 pg/m3. Οι συγκεντρώσεις STR στον αέρα εσωτερικών χώρων δεν έχουν μετρηθεί προηγουμένως.
Η ιμιδακλοπρίδη είναι ένα νεονικοτινοειδές εντομοκτόνο που έχει καταχωρηθεί στον Καναδά για τον έλεγχο των εντομοκτόνων παρασίτων των κατοικίδιων ζώων.[55] Η μέγιστη συγκέντρωση ιμιδακλοπρίδης στη σωματιδιακή φάση ήταν 930 pg/m3 και η μέγιστη συγκέντρωση στον γενικό αέρα ήταν 34.000 pg/m3.
Το μυκητοκτόνο προπικοναζόλη είναι καταχωρημένο στον Καναδά για χρήση ως συντηρητικό ξύλου σε δομικά υλικά.[55] Η μέγιστη συγκέντρωση που μετρήσαμε στη σωματιδιακή φάση ήταν 1100 pg/m3 και η μέγιστη συγκέντρωση στον γενικό αέρα εκτιμήθηκε σε 2200 pg/m3.
Η πεντιμεθαλίνη είναι ένα φυτοφάρμακο δινιτροανιλίνης με μέγιστη συγκέντρωση σωματιδιακής φάσης 4400 pg/m3 και μέγιστη συνολική συγκέντρωση στον αέρα 9100 pg/m3. Η πεντιμεθαλίνη δεν έχει καταχωρηθεί για οικιακή χρήση στον Καναδά, αλλά μια πηγή έκθεσης μπορεί να είναι η χρήση καπνού, όπως αναλύεται 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 συν-εμφανίσεις που θα μπορούσαν να υποδηλώνουν την ταυτόχρονη χρήση φυτοφαρμάκων και τη χρήση πολλαπλών φυτοφαρμάκων σε ένα μόνο προϊόν φυτοφαρμάκου (βλ. το διάγραμμα σημείου θραύσης στο Σχήμα S4). Για παράδειγμα, η συν-εμφάνιση θα μπορούσε 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 (Σχήμα S4 και Πίνακας S10), σύμφωνα με τη συνδυασμένη τους σύνθεση [75]. Σημαντικές συσχετίσεις (p < 0,01) και συν-εμφανίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ OCPs όπως το p,p′-DDT με λινδάνιο (5 μονάδες) και επταχλώριο (6 μονάδες), υποδηλώνοντας ότι χρησιμοποιήθηκαν για μια χρονική περίοδο ή εφαρμόστηκαν μαζί πριν από την εισαγωγή των περιορισμών. Δεν παρατηρήθηκε συν-παρουσία OFPs, με εξαίρεση τη διαζινόνη και το μαλαθείο, τα οποία ανιχνεύθηκαν σε 2 μονάδες.
Το υψηλό ποσοστό συν-εμφάνισης (8 μονάδες) που παρατηρήθηκε μεταξύ της πυριπροξυφένης, της ιμιδακλοπρίδης και της περμεθρίνης μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση αυτών των τριών δραστικών φυτοφαρμάκων σε εντομοκτόνα προϊόντα για τον έλεγχο τσιμπουριών, ψειρών και ψύλλων σε σκύλους [95]. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν επίσης ποσοστά συν-εμφάνισης ιμιδακλοπρίδης και L-κυπερμεθρίνης (4 μονάδες), προπαργυλτρίνης (4 μονάδες) και πυρεθρίνης I (9 μονάδες). Από όσο γνωρίζουμε, δεν υπάρχουν δημοσιευμένες αναφορές συν-εμφάνισης ιμιδακλοπρίδης με L-κυπερμεθρίνη, προπαργυλτρίνη και πυρεθρίνη I στον Καναδά. Ωστόσο, τα εγγεγραμμένα φυτοφάρμακα σε άλλες χώρες περιέχουν μείγματα ιμιδακλοπρίδης με L-κυπερμεθρίνη και προπαργυλτρίνη [96, 97]. Επιπλέον, δεν γνωρίζουμε προϊόντα που να περιέχουν μείγμα πυρεθρίνης I και ιμιδακλοπρίδης. Η χρήση και των δύο εντομοκτόνων μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη συνύπαρξη, καθώς και τα δύο χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των κοριών, οι οποίοι είναι συνηθισμένοι στις κοινωνικές κατοικίες [86, 98]. Διαπιστώσαμε ότι η περμεθρίνη και η πυρεθρίνη Ι (16 μονάδες) συσχετίστηκαν σημαντικά (p < 0,01) και είχαν τον μεγαλύτερο αριθμό συνυπαρξιών, υποδηλώνοντας ότι χρησιμοποιήθηκαν μαζί. Αυτό ίσχυε και 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-μεθυλο, τα οποία χρησιμοποιούνται σε καλλιέργειες καπνού, έδειξαν επίσης συσχέτιση και συνύπαρξη σε εννέα μονάδες. Πρόσθετες συσχετίσεις και συνυπαρξίες παρατηρήθηκαν μεταξύ φυτοφαρμάκων για τα οποία δεν έχουν αναφερθεί συνθέσεις, όπως η περμεθρίνη με STRs (δηλαδή, azoxystrobin, fluoxastrobin και trifloxystrobin).
Η καλλιέργεια και η επεξεργασία καπνού βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στα φυτοφάρμακα. Τα επίπεδα φυτοφαρμάκων στον καπνό μειώνονται κατά τη συγκομιδή, την ωρίμανση και την παρασκευή του τελικού προϊόντος. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν υπολείμματα φυτοφαρμάκων στα φύλλα καπνού.[99] Επιπλέον, τα φύλλα καπνού ενδέχεται να υποβληθούν σε επεξεργασία με φυτοφάρμακα μετά τη συγκομιδή.[100] Ως αποτέλεσμα, έχουν ανιχνευθεί φυτοφάρμακα τόσο στα φύλλα 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 σε παθητικό κάπνισμα.[101] Τα κτίρια κοινωνικής στέγασης MURB στη μελέτη μας δεν είχαν πολιτική απαγόρευσης του καπνίσματος. Πραγματοποιήσαμε έρευνα στους κατοίκους για να λάβουμε πληροφορίες σχετικά με τις συνήθειες καπνίσματος και πραγματοποιήσαμε ελέγχους μονάδων κατά τη διάρκεια επισκέψεων κατ' οίκον για να εντοπίσουμε σημάδια καπνίσματος.[59, 64] Τον χειμώνα του 2017, το 30% των κατοίκων (14 από τους 46) κάπνιζαν.
Ώρα δημοσίευσης: 06 Φεβρουαρίου 2025