Chemicaliën afgeleid van bloemen mogen dan onschadelijk klinken, maar nieuw onderzoek geeft reden tot bezorgdheid over verbindingen gesynthetiseerd uit chrysanten die worden gebruikt in vrijwel elk huishoudelijk pesticide.
Voor ten minste een decennium zijn pyrethroïden de insecticide bij uitstek voor consumenten, ter vervanging van organofosfaat pesticiden, die veel giftiger zijn voor mensen en in het wild levende dieren. Maar het bewijs neemt toe dat de overstap naar minder giftige pyrethroïden zijn eigen set van nieuwe ecologische en menselijke gezondheidsrisico’s heeft gebracht.
Ongeveer 70 procent van de mensen in de Verenigde Staten is blootgesteld aan pyrethroïden, waarbij kinderen de hoogste blootstelling hebben, volgens een studie die deze maand is gepubliceerd. Hoewel de menselijke gezondheidsbedreigingen onbekend zijn, hebben dierstudies bewijs gevonden van schade aan neurologische, immuun- en voortplantingssystemen.
Bovendien stromen pyrethroïden van tuinen en tuinen af, waardoor sommige beken en rivieren worden verontreinigd in concentraties die kleine wezens kunnen doden die van vitaal belang zijn voor het overleven van vissen en ander aquatisch leven. Zowel Californië als het U.S. Environmental Protection Agency zijn de chemicaliën opnieuw aan het evalueren vanwege bezorgdheid over de veiligheid.
“Pyrethroïden zijn duidelijk een veiliger alternatief voor organofosfaten, maar alleen omdat ze veiliger zijn, betekent niet dat ze veilig zijn,” zei Dana Boyd Barr, een onderzoeksprofessor van milieugezondheid aan de Emory University’s Rollins School of Public Health in Atlanta, Georgia. Barr is auteur van een studie die voor het eerst de blootstelling aan pyrethroïden in de Amerikaanse bevolking heeft gemeten.
Pyrethroïden worden gevonden in meer dan 3.500 producten die worden gebruikt in huizen en op gewassen, tuinen en tuinen – inclusief luizenshampoos, misters voor binnenshuis, vlooiensprays voor huisdieren en pesticiden om mieren, wespen, muggen, bladluizen en spinnen te bestrijden. Consumenten kunnen pyrethroïden in producten herkennen door op het etiket te kijken naar verbindingen die eindigen op “thrin,” zoals bifenthrin, permethrin en cypermethrin.
De verbindingen zijn synthetische versies van natuurlijk voorkomende insecticiden genaamd pyrethrinen geoogst uit chrysanthemumbloemen. Chemici veranderen de structuur van het pyrethrin-molecuul om het stabieler te maken in zonlicht en om de toxiciteit te verhogen. De chemicaliën doden insecten door te interfereren met de basisfuncties van zenuwcellen. Insecten en andere ongewervelde dieren zijn zeer gevoelig voor hen, terwijl vogels en zoogdieren beter in staat zijn om hun effecten tegen te gaan.
In de nieuwe studie werden 5.046 urinemonsters, verzameld bij Amerikaanse volwassenen en kinderen tussen 1999 en 2002, getest op vijf metabolieten van pyrethroïde insecticiden. Metabolieten zijn het resultaat van de afbraak van een chemische stof door het lichaam.
Sporen van ten minste één pyrethroïde metaboliet werden gevonden in 75 procent van de geteste mensen in 2001-2002, een stijging ten opzichte van 66 procent in 1999-2000. De concentraties van kinderen waren meer dan 50 procent hoger dan de hoeveelheden die werden gevonden bij adolescenten en volwassenen, volgens de studie van Barr en collega’s die online werd gepubliceerd in Environmental Health Perspectives op 3 februari.
Kinderen worden in hogere mate blootgesteld aan pyrethroïden omdat “ze veel meer tijd op de vloer doorbrengen en veel meer van hand tot mond activiteit hebben,” zei Barr. “Pyrethroïden hebben de neiging zich op te hopen in stof of op oppervlakken in huizen omdat ze niet gemakkelijk verdampen in de lucht.” Een studie uit 2008 vond pyrethroïden en hun metabolieten in stofzuigerstof verzameld uit huizen en kinderdagverblijven in North Carolina en Ohio.
Naast het inademen of absorberen van pyrethroïden die in huishoudens blijven hangen, nemen mensen sporen van pyrethroïden in hun voedsel op, omdat de chemicaliën worden gebruikt op sommige groente-, fruit- en graangewassen.
Een evaluatie van de EPA uit 2006 wees uit dat het risico van blootstelling via de voeding voor de meeste mensen op of onder het niveau van het agentschap van bezorgdheid lag. Maar de studie vond ook dat zuigelingen en peuters in hoge mate worden blootgesteld in sommige voedingsmiddelen, met name bananen, ananas en gedroogde haver babyvoeding.
“Nu we weten dat mensen op grote schaal worden blootgesteld aan pyrethroïden, moeten we bepalen wat de exacte gezondheidseffecten zijn,” zei Barr.
Tot nu toe zijn er weinig wetenschappelijke gegevens die de potentiële bedreiging voor de menselijke gezondheid evalueren.
Studies met proefdieren hebben blootstelling aan pyrethroïden in verband gebracht met schade aan de schildklier, de lever en het zenuwstelsel, evenals aantasting van de gedragsontwikkeling, veranderingen in het immuunsysteem en verstoring van de voortplantingshormonen, volgens het EPA-onderzoek van 2006. Deze dierstudies zijn relevant voor de menselijke gezondheid omdat pyrethroïden inwerken op functies van het zenuwstelsel die alle dieren gemeen hebben, aldus de EPA.
Sommige pyrethroïden imiteren het hormoon oestrogeen en kunnen de niveaus van oestrogeen in borstkankercellen verhogen, en sommige zijn vermoedelijk kankerverwekkende stoffen. Andere gegevens suggereren dat mensen die de chemicaliën gebruiken een risico lopen op verergering van allergieën of astma, hoewel de EPA vorig jaar concludeerde dat er geen duidelijk verband is.
Pesticidenfabrikanten zeggen dat pyrethroïden veilig zijn en dat ze van vitaal belang zijn voor de landbouw en voor de bestrijding van muggen die het West Nile Virus en andere ziekten overbrengen.
“Pyrethroïden zijn een uiterst belangrijke klasse van insectendodende verbindingen met belangrijke toepassingen voor de volksgezondheid en de landbouw,” zei Rex Runyon, een vice-president bij CropLife America, een handelsgroep die pesticidenbedrijven vertegenwoordigt, in een e-mail. Runyon voegde eraan toe dat pyrethroïden “geen onredelijke effecten hebben op de menselijke gezondheid of het milieu” wanneer ze worden gebruikt volgens de aanwijzingen op het etiket.
Hoewel er weinig gegevens bestaan over bezorgdheid over de menselijke gezondheid, groeit het bewijs dat pyrethroïden mogelijk schadelijk zijn voor aquatische ecosystemen. Studies van beken en rivieren in Californië, Texas en Illinois suggereren dat de pesticiden kleine organismen kunnen wegvagen die in de waterwegen leven en de basis vormen van de voedselketen.
In een studie uit 2009 werden de pesticiden aangetroffen in sedimenten van stedelijke beken in centraal Texas, waar ze op grote schaal worden gebruikt om vuurmieren- en wormbesmetting te bestrijden. De concentraties zijn dodelijk voor een klein, garnaalachtig schaaldier, Hyalella azteca genaamd – een soort die vaak in laboratoria wordt gebruikt om de effecten van pesticiden op ongewervelde dieren te onderzoeken, die nodig zijn voor gezonde rivieren.
“Al onze bemonsteringslocaties waren zeer dicht bij buurten met gemanicuurde gazons,” zei Jason Belden, een zoöloog van de Oklahoma State University en auteur van de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Pollution. “Sommige mensen volgen niet de beste beheerpraktijken. Ze zijn niet voorzichtig genoeg met pesticiden. We moeten allemaal een inspanning doen om alleen pesticiden te gebruiken wanneer we ze nodig hebben.”
Pyrethroïden duiken niet alleen op in sedimenten, maar ook in de stromingen van Californische rivieren, in niveaus die giftig zijn voor insecten en ongewervelde waterdieren waar vissen en andere dieren zich mee voeden.
Bioloog Donald Weston van de Universiteit van Californië, Berkeley, zocht naar de insecticiden in stedelijke afvloeiing, afvalwater van rioolwaterzuiveringsinstallaties en afvoerleidingen van landbouwbedrijven in de delta van de Sacramento-San Joaquin Rivier in Californië. In het laboratorium testte Weston de giftigheid van deze monsters op de garnaalachtige Hyalella azteca.
“Vrijwel elke druppel afvloeiing van stedelijke gemeenschappen was giftig voor Hyalella vanwege de pyrethroïden,” zei Weston.
Voor de allereerste keer documenteerden Weston en zijn team pyrethroïden in de uitstroom van rioolwaterzuiveringsinstallaties, wat verrassend was.
“Ongeveer de helft van de afvalwaterzuiveringsinstallaties die we bemonsterden, was giftig,” zei Weston. “De meeste mensen hadden niet verwacht dat pyrethroïden door het systeem zouden komen. Mensen dachten dat ze zouden worden opgevangen door het smeltwater op de bodem – en waarschijnlijk zijn veel van hen dat ook – maar er komt genoeg door het systeem om de runoff giftig te maken.”
Agrarische afvoeren, aan de andere kant, waren slechts af en toe een bron van pyrethroïden, volgens de studie, deze maand gepubliceerd in Environmental Science and Technology.
“Als je ‘pesticiden’ zegt, denk ik dat de gemiddelde persoon op straat de neiging heeft om aan de landbouw te denken,” zei Weston. “Ze hebben niet de neiging om te denken aan de voorstedelijke woningen, terwijl het blijkt dat de voorstedelijke woning een constante bron van pyrethroïde toxiciteit was.”
De studie toonde toxiciteit aan in twee stedelijke kreken en in een 30 kilometer lang stuk van de American River, beschouwd als een van de schoonste rivieren in het Deltagebied.
“Het water is volkomen helder – zo helder als het water dat uit je badkamerkraan komt,” zei Weston. “Maar de laatste 30 of 40 mijl van de rivier, als je eenmaal in Sacramento bent, zijn zeer sterk verstedelijkt. Al deze gemeenschappen dumpen hun stormwater in de American River en het is genoeg om toxiciteit te veroorzaken.”
Weston zei dat het vinden van de chemische stof in het water zelf – niet alleen in de sedimenten – reden tot bezorgdheid is.
“Pyrethroïden zijn erg kleverig en ze worden niet graag opgelost in het water, dus de meeste van hen zijn in de sedimenten,” zei Weston. “Maar er is zo weinig in het water nodig om giftig te zijn – slechts twee delen per triljoen. De staat Californië weet nu dat ze zich niet alleen zorgen moeten maken over de sedimentdeeltjes, maar ook over het water. En het water reist veel verder stroomafwaarts.”
De toxiciteitsniveaus die Weston registreerde, waren meer dan voldoende om een hele reeks insecten en andere ongewervelden te doden die nodig zijn voor een gezonde ecologie van de rivier. De onderzoekers hebben niet gedocumenteerd dat dieren in de stromen zijn gestorven. Maar als de water- en sedimentmonsters giftig zijn voor de schaaldieren in het lab, is dat een teken dat ze giftig zullen zijn voor soortgelijke wezens in de waterwegen.
“Bodembewonende ongewervelden en dingen als steenvliegen en meivliegen zijn in feite de bodem van de voedselketen. De zorg is of deze insecticiden de onderste sport, waar de vissen van afhankelijk zijn, wegsnijden,” zei Weston. “Dit zou niet alleen ecologische gevolgen hebben, maar ook recreatieve en commerciële gevolgen.”
In reactie op de bezorgdheid over de toxiciteit als gevolg van het werk van Weston, begon het California’s Department of Pesticide Regulation in 2006 de regelgeving voor pyrethroïden opnieuw te evalueren. De staat heeft fabrikanten om aanvullende gegevens over de veiligheid van pyrethroïden gevraagd en analyseert ten minste 700 producten die in huishoudens en op boerderijen worden gebruikt.
Bij het opzetten van de herziening vertelde Mary-Ann Warmerdam, directeur van het pesticidenbureau van de staat, de Los Angeles Times dat de evaluatie van de staat “een schot voor de boeg is voor de fabrikanten dat we een reden tot bezorgdheid hebben gevonden en dat u ons gegevens moet verstrekken om ofwel de bezorgdheid weg te nemen, uw producten opnieuw te formuleren of te overwegen ze van de markt te halen.”Californië, zei Weston, wil niet terugkeren naar het gebruik van organofosfaten zoals chloorpyrifos, dat werd verboden voor huishoudelijk gebruik vanwege bezorgdheid over de menselijke gezondheid, “maar ze willen het gebruik van pyrethroïden beheersen om de milieueffecten die we documenteren te minimaliseren.”
“De staat Californië heeft de bevoegdheid om een product te verbieden op basis van de uitkomst van de herevaluatie,” zei Weston, “maar ik denk niet dat iemand verwacht dat dat zal gebeuren. Waarschijnlijker is dat er verdere regelgeving komt met betrekking tot het gebruik van pyrethroïden.”
Ook is de EPA dit jaar bezig met een herbeoordeling van pyrethroïden als onderdeel van haar pesticidenherziening 2010. De EPA evalueert elke 15 jaar systematisch alle geregistreerde bestrijdingsmiddelen. Mogelijke uitkomsten zijn een verbod op pyrethroïden in bepaalde gebieden, aanscherping van het beleid of geen wijziging van de regelgeving. Het EPA-proces zal echter nog zes tot acht jaar duren.
In de tussentijd zijn er enkele alternatieven voor consumenten. Barr suggereert producten gewonnen uit groenten en kruiden of het planten van chrysanten rond de tuin. Natuurlijke pyrethrinen die in chrysantplanten worden aangetroffen, blijven niet in het milieu achter zoals de synthetische versies doen. Een andere optie voor het doden van sommige plagen is boorzuur.
Ook een insecticide genaamd fipronil heeft gedeeltelijk vervangen pyrethroïden voor de bestrijding van termieten en mieren plagen in sommige gebieden. Net als pyrethroïden, fipronil is veel minder giftig voor vogels en zoogdieren dan andere insecticiden, maar kan nog steeds doden klein aquatisch leven.
Weston zegt overschakelen op een andere chemische stof is niet de oplossing: hij gelooft dat mensen moeten fundamenteel veranderen hoe ze pesticiden gebruiken. Veel mensen passen zoveel toe op hun tuinen en tuinen dat de chemicaliën in de waterwegen stromen.
“Ik denk dat het een goed idee is om de blootstelling aan pesticiden van welke aard dan ook te minimaliseren, niet alleen vanwege wat we weten, maar vanwege wat we niet weten,” zei Weston. “Ik denk niet dat veel van die producten nodig zijn. Hoe minder je ze kunt gebruiken, hoe beter.”