Pesticides and Residents: research into exposure - Dr. Mark Montforts Program leader - Anses

Pesticides and Residents:
research into exposure

Dr. Mark Montforts
Program leader

Question to RIVM
● Background: Health Council concludes:
● Residents report complaints
● Hardly any data from NL on exposure or health effects
 Research into exposure is recommended

Assignment (ministry): collect data on the potential exposure of
residents surrounding fields with intensive use of pesticides. First phase
in flower bulbs, and based on results it will be considered how to follow
up in stone fruit.

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Requirements
√ No criticism on the design afterwards
√ Scientifically sound
    ● “State-of-the-art” techniques
    ● Sufficient power (scale, size)
√ Societally relevant
    ● Objective (incidents versus general use of
       pesticides)
    ● Diversity (deal with a variation of situations)
    ● Respect experiences and perspectives of those who
       are directly involved

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Organisation of the research
● RIVM is coordinator
● Stakeholders provide advice to RIVM on the program
● Researchers field visit residencies (5 locations)
● A consortium of institutes executes the research
● A scientific advisory board of scientist and experts-through-
    experience provide advice on the research proposal
● International peer review of the research proposal
● Transparancy in process, design and execution

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What about
●   Use of illegal pesticides?
●   Measure what actually is used?
●   Children and pets going out to play in fields?
●   Overspray of horse / cattle and subsequent skin contact?
●   Contact during travel (by bike; on foot)?
●   Shallow groundwater used for vegetable garden?
●   Residues in my homegrown raspberries?
●   Health effects and my health condition?
●   Confounding effect of food residues?

● Some aspects can be covered by queries and diaries.
● Other aspects require separate research.
● Monitoring without impact on growers’ behavior is impossible

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Members of the stakeholder group
● Three growers organisations (bulbs, fruit, general)
● Dutch pesticide producers
● The agricultural Inspectorate (first in line in case of misuse)
● A magistrat from a municipality with a large flower bulb area
● Regonial Health Services (first in line in case of health issues)
● Two NGOs focusing on various issues with nature, health &
  environment
● Two NGOs focusing on bulb flowers and health & environment

● An independent chair; RIVM provides for secretariat
● An observer (a researcher on stakeholder participation in policy
  making)
● The Ministry of Environment is present and listens carefully

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Research goal: What will be the results?
● Descriptive statistics of environmental concentrations and personal
    exposure to some pesticides.
● Modelling of exposure under relevant conditions and at any
    location: of all (sprayed) pesticides.
● Answers to such questions as:
    – What are concentrations of pesticides in the outside and inside
       environment of residents?
    – What is the personal exposure of residents to pesticides?
    – What sources and routes contribute to these exposures?
    – What is the exposure to pesticides over the whole year and in
       different areas in the Netherlands?

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Members of the consortium
● Alterra                                  ● Radboud University Medical Centre

● CLM Onderzoek en Advies                  ● RIKILT

● Institute for Risk Assessment Sciences   ● Schuttelaar & Partners

● Plant Research International             ● TNO

● Applied Plant Research                   ● University Medical Centre Groningen

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Research steps
● Sampling of urine and air/dust/soil inside and outside the house
● Additional information with queries and diaries
● Track and trace from source to receptor
● Analyses of samples
● Modelling: connect the results and translate to other situations

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Sampling

     ~7 locations          ~4 residencies per            Experiments into drift and
     ~12 residencies per   location                      volatilization
     location
     Sampling within and   Sampling during spray         Environmental monitoring
     outwith season        event (track and trace)
     Biomonitoring and                                   Needed for design of
     Environmental         Biomonitoring and             protocols A and B
     monitoring            Environmental monitoring

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Protocols
A: 2 sampling weeks following 2 spray events plus 2d outwith season
     ●   Urine morning voids
     ●   Outside air, outside soil and/or vegetation
     ●   Indoor dust (doormat, settled dust)
     ●   Wristband (1 following a spray event and 1 between spray events))
B: monitoring source and track & trace
     ●   Same as A on day of spray event
     ●   Personal sampling with skin wipe
     ●   Indoor air
     ●   Outside air with droplet and gas phase separation
     ●   Extra runs with tracer
     ●   Deposition sample in yard
C: experimental field
     ●   How to set up the equipment
     ●   Outdoor air sampling
     ●   Understand source and dispersion: regression lines.
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Choices and requirements
● Crops: flower bulbs and follow up in stone fruits (to be decided)
● Pesticides;
     – Detectable? Adequate representation of substance properties
       (for example vapor pressure) (modelling is key!)
     – Spray applications (excluding amongst others soil
       fumigation)
● Locations: around a central field
     – Residences in circumferences, in every direction
● Residents = adults and children; local growers are not excluded
● Participating growers (central field) share information regarding
     pesticide use.

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Locations
●    Background levels of pesticides will ●    The research puts the resident in
     most likely be higher closer to the       the central position and
     field. Hence we measure at                acknowledges that exposure comes
     different distances.                      from multiple sources.

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Facts and Figures
●    About 5 pesticides (or metabolites) in urine
●    Volunteer study on kinetics of these compounds
●    About 200 residents (adults and children)
●    More than 40 pesticides in environmental matrices
●    Spray applications – no soil fumigation
●    Focus on dispersal via air (drift, vapor, dust) and residues (via skin,
     shoes or clothing); presence in urine
●    Journal notes on food consumption (to estimate dietary intake)
●    Journal notes on movement / overspray / activities involving
     pesticides
●    About 5000 bio- and environmental samples
●    Multivariate analyses / modelling to correlate and interpret findings
●    First analysis of parameters and variables for prospective modelling

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Planning
 2014   Pilot phase and review process
 2015   Pilot phase and review process; protocol C
 2016   Protocol A and B; volunteer experiment on kinetics
 2017   Protocol A and B; analyses
 2018   Modelling and interpretation

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www.rivm.nl/obo
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Exposition des riverains aux pesticides : l’approche néerlandaise

                                        Mark Montforts
          National Institute for Public Health and the Environment (RIVM – Pays-Bas)

Biographie

Le Dr. Mark Montforts, toxicologue ERT (European Registered Toxicologist), est un expert confirmé
en évaluation des risques et coordonnateur de projets à l’Institut national néerlandais pour la santé
publique et l’environnement (RIVM). Formé aux sciences de l’environnement, à la biologie et à la
toxicologie, il conduit des recherches sur les risques des substances chimiques (telles que les
pesticides, les médicaments (vétérinaires) et les biocides) et sur la résistance antimicrobienne dans
l'environnement. Dans le passé, il a participé à divers groupes de travail, notamment à l'Autorité
européenne de sécurité des aliments (EFSA) sur l’évaluation des risques pour les pesticides (groupe
scientifique PPR sur les produits phytopharmaceutiques et leurs résidus), à l’Agence européenne des
médicaments (EMEA) pour les médicaments à usage humain, et à l’Organisation maritime
internationale (OMI) pour les systèmes de gestion de l'eau de ballast. Il a pris part pendant plusieurs
années, en tant que patient-expert, au comité consultatif scientifique de la Fondation néerlandaise
pour le poumon. Il préside actuellement le groupe d’experts de l’Organisation de coopération et de
développement économiques (OCDE) sur les indicateurs de risques liés aux pesticides et coordonne,
entre     autres,   le projet de recherche néerlandais sur l’exposition des riverains aux pesticides.

Résumé de la présentation

Le RIVM a été chargé de coordonner une étude sur l’exposition des résidents habitant à proximité de
zones agricoles. Aujourd’hui Mark Montforts abordera les questions adressées à cet égard au RIVM
par les ministères néerlandais, ainsi que l’organisation de l’étude, l’objectif et les choix faits en
termes de protocole pour répondre à ces questions.

Résumé de l’étude

Contexte : L’épandage de produits phytopharmaceutiques (PPP) sur des zones situées à proximité
d’habitations suscite de nombreuses inquiétudes et des débats quant à leurs effets potentiels sur la
santé des riverains. Ces préoccupations ont conduit le gouvernement néerlandais à solliciter l’avis du
Conseil néerlandais de la santé sur ce sujet. En 2014, ce dernier a publié son avis, dans lequel il
indique qu’il existe suffisamment de raisons qui justifient de lancer une étude d’exposition auprès
des riverains des zones agricoles. Parmi ces raisons, on peut notamment citer (1) les effets sur la
santé observés chez les agriculteurs et producteurs, (2) certaines preuves des effets sur les riverains
provenant d’études effectuées en dehors des Pays-Bas, et (3) le manque de données d’exposition
fiables aux Pays-Bas. Conformément à l’avis du Conseil néerlandais de la santé, le gouvernement a
donc commandité une étude d’exposition afin « d’obtenir des données sur l’exposition potentielle
des riverains de zones agricoles où des PPP sont utilisés de manière intensive ».

Objectifs : L’étude pluriannuelle (2015 – 2021) proposée a pour but d’évaluer l’exposition aux
substances actives des PPP des personnes vivant dans le voisinage direct des terres agricoles traitées

avec des PPP (de manière intensive). Les objectifs de cette étude peuvent aussi être formulés à
travers les principales questions suivantes :

        - Quels sont les niveaux de concentration des substances actives des PPP dans
l’environnement extérieur et intérieur des riverains des terres agricoles traitées ?

        - Quel est le degré d’exposition des personnes vivant à proximité des terres agricoles à ces
substances actives ?

        - Quelles sont les sources et voies d’exposition contribuant à l’exposition des personnes et de
l’environnement à ces substances actives ?

        - Quelle est la variabilité de l’exposition aux substances actives selon les différentes périodes
de l’année et les différentes régions des Pays-Bas ?

Protocole et méthodes : Les cultures et les PPP appliqués étant très variés dans l’ensemble des Pays-
Bas, l’étude débouchera forcément sur d’importantes variations des conditions environnementales
et des expositions potentielles aux substances actives à prendre en compte. Pour obtenir une
évaluation fiable des expositions des riverains aux substances actives, il convient de recueillir un
grand nombre d’échantillons, prélevés dans un cadre clairement défini. Le protocole d’étude prévoit
donc de collecter des données sur l’intensité des émissions des PPP et de leurs substances actives
provenant des champs, de l’environnement extérieur et intérieur, ainsi que la biosurveillance des
personnes vivant directement à proximité des cultures retenues. Les foyers seront sélectionnés par
catégorie de distance de leur résidence (0 – 50m, 50 – 100m, 100 – 250m) avec une
surreprésentation des foyers du proche voisinage (< 50m). Il y aura également un groupe témoin
vivant à plus de 250m des zones agricoles cultivées. Un protocole intégré a été expressément choisi,
lequel associe la surveillance environnementale et biologique à la modélisation des expositions. Une
telle approche intégrative est jugée nécessaire pour assurer que le projet débouche sur des résultats
concrets et pouvant être interprétés.

Le projet sera mis en œuvre par étapes, en commençant par les résidents vivant à proximité de
cultures de bulbes de fleurs (2015 – 2018). La seconde étape intègrera les vergers et éventuellement
d’autres cultures (2019 – 2021).