Contribution to pesticide exposure assessment of populations from the Ile-de-France region
Contribution à l'évaluation de l'exposition de la
population francilienne aux pesticides
Résumé
Pesticides are widely used, for agricultural, industrial and residential purposes. This causes concern for animals, human and ecosystems. The non-dietary exposure of populations has not been well studied, especially in France. In this context, we focused on indoor environment and cutaneous contamination by selected pesticides, and tried to determine the internal exposure to some organophosphorus (OP) insecticides. This work was conducted in three phases.
First, we selected and developed the measurements and questionnaires to perform the study. A series of questionnaires were created, gathering sociodemographic information, information on environment of the house studied, and on lifestyle and probable sources of pesticide exposure (pesticide use habits, description of the products used) of the subjects. Selected measurements were indoor air measurement, cutaneous residues assessed by the means of hand wipes, and urinary dialkylphosphates, metabolites common to numerous OP insecticides. Analytical methods (gas and high performance liquid chromatography combined with selective detectors) were chosen, adapted and validated in collaboration with the INERIS laboratories. A selection of various insecticides, herbicides and fungicides was made, according to their use, their toxicity and their remanence.
The second phase was the application of this protocol to an adult population (n=41) occupationally exposed or non-occupationally exposed to pesticides. Measurements were done at the workplace of gardeners, florists and veterinary workers, and at home for non-occupationally exposed subjects. OPs, organochlorine and propoxur insecticides, as well as some herbicides and fungicides, were detected in air of every type of premises and on hands of every group of subjects. In our sample, gardeners and florists were mostly exposed to methyl-OPS, and veterinary workers to ethyl-OPs. General population was exposed to the same pesticides, but at levels somewhat lower. Urinary metabolites of OP insecticides did not significantly differ between the different groups ox exposure. This work allowed us to assess the feasibility of our study design.
The third part of this work consisted in studying the non-dietary exposure to pesticides of children aged of 6-7 years, attending school in three predetermined areas from the Ile-de-France region. Our hypothesis was that type of housing, and housing environment, could influence children's exposure to pesticides. We recruited 76 children living in houses and 54 living in apartments. In addition to measurements already described, house dust was also sampled for approx. 50% of the households. A garden, a cat and/or a dog were present in 55.5% and 29% of the households, respectively. At least one pesticide product was present in 94% of the homes, mostly insecticides. During the year preceding the study, 87% of the parents reported the use of at least one pesticide product, mostly insecticide (median quantity of 2.5 products used). More than 25% of the parents mentioned at least one professional pest-control operation at home. Lindane, alpha-HCH and propoxur were the most frequently detected compounds in indoor air (in 88%, 49%, and 44% of the samples, respectively). Due to the great number of non quantifiable values, non parametric statistics were performed. Air and hand OP levels were significantly correlated, whereas no correlation was observed with urinary DAP levels. Propoxur levels in air and on hands were also significantly correlated. Season of sampling, type of housing and ventilation were predictors of lindane and alpha-HCH air concentrations. Ventilation, use of insecticides against head lice and the presence of a garden were significantly associated with air concentrations of OP insecticides. Season of sampling, type of housing and plants inside the home were associated with levels of hand OP contamination of the children. Termiticide treatment, presence of a cat or a dog, and use of insecticide against head lice for the child studied influenced significantly urinary dialkylphosphate concentrations.
To conclude, the study design and the measurements we chose allowed us to describe non-dietary exposure to various urban populations from the Ile-de-France region. The factors which seem to influence this exposure suggest new orientations for future studies, to better define which subjects are overexposed.
First, we selected and developed the measurements and questionnaires to perform the study. A series of questionnaires were created, gathering sociodemographic information, information on environment of the house studied, and on lifestyle and probable sources of pesticide exposure (pesticide use habits, description of the products used) of the subjects. Selected measurements were indoor air measurement, cutaneous residues assessed by the means of hand wipes, and urinary dialkylphosphates, metabolites common to numerous OP insecticides. Analytical methods (gas and high performance liquid chromatography combined with selective detectors) were chosen, adapted and validated in collaboration with the INERIS laboratories. A selection of various insecticides, herbicides and fungicides was made, according to their use, their toxicity and their remanence.
The second phase was the application of this protocol to an adult population (n=41) occupationally exposed or non-occupationally exposed to pesticides. Measurements were done at the workplace of gardeners, florists and veterinary workers, and at home for non-occupationally exposed subjects. OPs, organochlorine and propoxur insecticides, as well as some herbicides and fungicides, were detected in air of every type of premises and on hands of every group of subjects. In our sample, gardeners and florists were mostly exposed to methyl-OPS, and veterinary workers to ethyl-OPs. General population was exposed to the same pesticides, but at levels somewhat lower. Urinary metabolites of OP insecticides did not significantly differ between the different groups ox exposure. This work allowed us to assess the feasibility of our study design.
The third part of this work consisted in studying the non-dietary exposure to pesticides of children aged of 6-7 years, attending school in three predetermined areas from the Ile-de-France region. Our hypothesis was that type of housing, and housing environment, could influence children's exposure to pesticides. We recruited 76 children living in houses and 54 living in apartments. In addition to measurements already described, house dust was also sampled for approx. 50% of the households. A garden, a cat and/or a dog were present in 55.5% and 29% of the households, respectively. At least one pesticide product was present in 94% of the homes, mostly insecticides. During the year preceding the study, 87% of the parents reported the use of at least one pesticide product, mostly insecticide (median quantity of 2.5 products used). More than 25% of the parents mentioned at least one professional pest-control operation at home. Lindane, alpha-HCH and propoxur were the most frequently detected compounds in indoor air (in 88%, 49%, and 44% of the samples, respectively). Due to the great number of non quantifiable values, non parametric statistics were performed. Air and hand OP levels were significantly correlated, whereas no correlation was observed with urinary DAP levels. Propoxur levels in air and on hands were also significantly correlated. Season of sampling, type of housing and ventilation were predictors of lindane and alpha-HCH air concentrations. Ventilation, use of insecticides against head lice and the presence of a garden were significantly associated with air concentrations of OP insecticides. Season of sampling, type of housing and plants inside the home were associated with levels of hand OP contamination of the children. Termiticide treatment, presence of a cat or a dog, and use of insecticide against head lice for the child studied influenced significantly urinary dialkylphosphate concentrations.
To conclude, the study design and the measurements we chose allowed us to describe non-dietary exposure to various urban populations from the Ile-de-France region. The factors which seem to influence this exposure suggest new orientations for future studies, to better define which subjects are overexposed.
L'utilisation des pesticides, en agriculture, dans les différentes industries et par les particuliers dans les logements et les jardins, n'est pas sans conséquence pour les êtres vivants et les milieux écologiques. L'exposition non alimentaire des populations est méconnue, notamment en France. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la pollution de l'environnement intérieur et à la contamination cutanée par les pesticides, ainsi qu'à la dose interne d'exposition aux insecticides organophosphorés de différentes populations d'Ile-de-France. Nous avons conduit ce travail en trois temps.
En premier lieu, nous avons mis au point et validé les outils d'évaluation : des questionnaires détaillant l'environnement, le mode de vie, les caractéristiques socio-démographiques de notre population et les sources possibles d'exposition aux pesticides ; des prélèvements de résidus présents dans l'air intérieur et de résidus cutanés manuportés ; un recueil d'urines pour doser les dialkylphosphates, métabolites urinaires communs à de nombreux insecticides organophosphorés. Une sélection de composés d'action insecticide, herbicide ou fongicide a été définie au préalable, en fonction de leurs utilisations, de leur toxicité et de leur rémanence. Les méthodes analytiques ont été adaptées et validées en collaboration avec l'INERIS.
L'application de ces outils à un groupe de 41 adultes franciliens, professionnels et particuliers, a constitué le second volet du travail de thèse. Les prélèvements ont été effectués sur le lieu de travail de jardiniers, de fleuristes et de vétérinaires ainsi qu'au domicile de personnes non exposées professionnellement. Les insecticides organochlorés, organophosphorés, le propoxur et certains herbicides et fongicides ont été détectés dans tous les types de lieux et sur les mains de tous les sujets. Dans notre échantillon, les jardiniers et les fleuristes étaient significativement plus exposés aux méthyl-OPs, et les vétérinaires au propoxur et aux éthyl-OPs. La population générale était exposée, quoique de façon plus faible, aux mêmes pesticides. Le dosage des métabolites urinaires des insecticides OPs n'a pas permis de mettre en évidence de différence significative d'exposition entre les quatre catégories de sujets. Ce travail nous a permis de valider la faisabilité de notre protocole.
Le troisième volet de cette thèse correspond à l'application des outils développés et modifiés à l'issue de l'étude précédente à une population enfantine francilienne. L'étude a été menée chez 73 enfants vivant en pavillon et 57 enfants vivant en appartement, âgés de 6-7 ans, scolarisés en écoles élémentaires de trois zones d'Ile-de-France. Outre les prélèvements décrits précédemment et les questionnaires, un prélèvement de poussières de sols a été effectué chez 50% des enfants recrutés. Un jardin et un chien et/ou un chat étaient présents dans 55,5% et 29% des foyers, respectivement. Au moins un produit pesticide était présent dans 94% des foyers, la majorité étant constituée par les insecticides. Durant l'année précédant l'enquête, 87% des familles ont utilisé au moins un pesticide, le plus souvent un insecticide. Plus d'un quart des familles a rapporté l'intervention d'un professionnel de la désinsectisation au domicile. Le lindane, l'alpha-HCH et le propoxur étaient les pesticides les plus fréquemment retrouvés dans l'air (dans 88%, 49% et 44% des logements, respectivement). Les niveaux d'OPs dans l'air et sur les mains étaient significativement corrélés, mais aucune corrélation n'a été retrouvée avec les niveaux de métabolites urinaires. Les niveaux de propoxur dans l'air et sur les mains étaient également significativement corrélés. Le type de logement et son ancienneté sont des facteurs influençant les concentrations aériennes en lindane et en alpha-HCH. La présence d'un jardin ou d'une cour paysagée influence de façon significative les concentrations d'insecticides OPs dans l'air. La saison, le type de logement ainsi que la présence de plantes à l'intérieur du domicile sont significativement associés aux niveaux de résidus cutanés d'insecticides OPs. Le traitement anti-termite est significativement associé à des niveaux plus élevés de dialkylphosphates urinaires. Le fait d'habiter en maison est associé à des concentrations plus importantes d'IPP urinaire.
En conclusion, le principal enseignement de ces travaux est que la méthodologie mise en œuvre nous a permis de documenter l'exposition non alimentaire aux pesticides de populations urbaines d'Ile-de-France, et l'étude des facteurs influençant ces expositions permet de suggérer de nouvelles pistes à explorer, afin de mieux connaître les populations à risque de surexposition.
En premier lieu, nous avons mis au point et validé les outils d'évaluation : des questionnaires détaillant l'environnement, le mode de vie, les caractéristiques socio-démographiques de notre population et les sources possibles d'exposition aux pesticides ; des prélèvements de résidus présents dans l'air intérieur et de résidus cutanés manuportés ; un recueil d'urines pour doser les dialkylphosphates, métabolites urinaires communs à de nombreux insecticides organophosphorés. Une sélection de composés d'action insecticide, herbicide ou fongicide a été définie au préalable, en fonction de leurs utilisations, de leur toxicité et de leur rémanence. Les méthodes analytiques ont été adaptées et validées en collaboration avec l'INERIS.
L'application de ces outils à un groupe de 41 adultes franciliens, professionnels et particuliers, a constitué le second volet du travail de thèse. Les prélèvements ont été effectués sur le lieu de travail de jardiniers, de fleuristes et de vétérinaires ainsi qu'au domicile de personnes non exposées professionnellement. Les insecticides organochlorés, organophosphorés, le propoxur et certains herbicides et fongicides ont été détectés dans tous les types de lieux et sur les mains de tous les sujets. Dans notre échantillon, les jardiniers et les fleuristes étaient significativement plus exposés aux méthyl-OPs, et les vétérinaires au propoxur et aux éthyl-OPs. La population générale était exposée, quoique de façon plus faible, aux mêmes pesticides. Le dosage des métabolites urinaires des insecticides OPs n'a pas permis de mettre en évidence de différence significative d'exposition entre les quatre catégories de sujets. Ce travail nous a permis de valider la faisabilité de notre protocole.
Le troisième volet de cette thèse correspond à l'application des outils développés et modifiés à l'issue de l'étude précédente à une population enfantine francilienne. L'étude a été menée chez 73 enfants vivant en pavillon et 57 enfants vivant en appartement, âgés de 6-7 ans, scolarisés en écoles élémentaires de trois zones d'Ile-de-France. Outre les prélèvements décrits précédemment et les questionnaires, un prélèvement de poussières de sols a été effectué chez 50% des enfants recrutés. Un jardin et un chien et/ou un chat étaient présents dans 55,5% et 29% des foyers, respectivement. Au moins un produit pesticide était présent dans 94% des foyers, la majorité étant constituée par les insecticides. Durant l'année précédant l'enquête, 87% des familles ont utilisé au moins un pesticide, le plus souvent un insecticide. Plus d'un quart des familles a rapporté l'intervention d'un professionnel de la désinsectisation au domicile. Le lindane, l'alpha-HCH et le propoxur étaient les pesticides les plus fréquemment retrouvés dans l'air (dans 88%, 49% et 44% des logements, respectivement). Les niveaux d'OPs dans l'air et sur les mains étaient significativement corrélés, mais aucune corrélation n'a été retrouvée avec les niveaux de métabolites urinaires. Les niveaux de propoxur dans l'air et sur les mains étaient également significativement corrélés. Le type de logement et son ancienneté sont des facteurs influençant les concentrations aériennes en lindane et en alpha-HCH. La présence d'un jardin ou d'une cour paysagée influence de façon significative les concentrations d'insecticides OPs dans l'air. La saison, le type de logement ainsi que la présence de plantes à l'intérieur du domicile sont significativement associés aux niveaux de résidus cutanés d'insecticides OPs. Le traitement anti-termite est significativement associé à des niveaux plus élevés de dialkylphosphates urinaires. Le fait d'habiter en maison est associé à des concentrations plus importantes d'IPP urinaire.
En conclusion, le principal enseignement de ces travaux est que la méthodologie mise en œuvre nous a permis de documenter l'exposition non alimentaire aux pesticides de populations urbaines d'Ile-de-France, et l'étude des facteurs influençant ces expositions permet de suggérer de nouvelles pistes à explorer, afin de mieux connaître les populations à risque de surexposition.
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