Imprégnation aux dioxines/furanes dans la population de la région lausannoise

En décembre 2020, la découverte d’une contamination aux dioxines (polychloro-dibenzo dioxines - PCDDs) et furanes (polychloro-dibenzo furanes - PCDFs) dans les sols de la région lausannoise a initié de nombreuses investigations qui ont révélé une pollution dépassant les seuils d'investigations, et par endroit d'assainissement de l’Ordonnance sur les atteintes portées aux sols (OSol). L’ancienne usine d'incinération des ordures ménagères (UIOM) du Vallon, active entre 1958 et 2005, a été identifiée comme la source principale de cette contamination. A la demande de l’Office du Médecin cantonal (OMC), Unisanté a réalisé une première analyse des risques sanitaires en 2021, conduisant à des mesures de restriction d’usages des sols, notamment pour limiter la consommation d'oeufs et de cucurbitacées provenant des zones contaminées. En raison de l’absence de données récentes sur les niveaux d’imprégnation de la population suisse aux PCDD/Fs, l’expertise sanitaire de 2021 n’avait pas eu recours à la surveillance biologique. Une nouvelle étude a donc débuté en décembre 2022 afin d’évaluer l’impact de la contamination des sols en région lausannoise sur la concentration sanguine (charge corporelle) en PCDD/Fs des habitants exposés. Cette étude compare une population de référence (groupe contrôle) à une population exposée à des facteurs de risques associés à la contamination des sols (groupe exposé). Le groupe exposé est exclusivement composé de consommateurs réguliers d’oeufs et de cucurbitacées provenant des zones contaminées, de façon à maximiser la différence possible entre les concentrations sanguines de PCDD/Fs des deux groupes

Free-range eggs dioxin contamination assessment: comparison between a simple model and in situ measurements to determine a maximum egg frequency consumption

Dioxins (polychlorinated dibenzodioxins - PCDDs) and furans (polychlorinated dibenzofurans - PCDFs), are a family of aromatic organochlorine molecules whose primary origin of their emission is industrial processes requiring a combustion process. These compounds are very lipophilic, stable and not very biodegradable. These persistent organic pollutants accumulate in fatty tissue. For this reason, food is one of the main source of exposure to PCDD/Fs in our daily environment. Following a large PCDD/Fs soil contamination in Lausanne (Switzerland), a first report evaluated the risk of different exposure scenarios. Poultry houses on contaminated soil represent a risk of contamination by ingestion of PCDD/Fs contaminated eggs. Chickens peck on contaminated land ingest soil. The PCDD/Fs absorbed are found in their fat mass and are eliminated through the eggs. The objective of the study was to evaluate the expected concentrations in eggs as a function of the concentrations in the soil and express recommendation on the frequency of ingestion to remain below the acceptable daily intake. We fitted a PCDD/Fs toxicokinetic model in hens to evaluate the sensitivity of the different parameters. In order to validate the model, we sampled eggs and soil from five chicken houses in the contaminated area. The PCDD/Fs in eggs were extracted by liquid-liquid extraction and quantified by gas chromatography high resolution mass spectrometry. The PCDD/Fs from the soil were extracted using an Accelerated Solvent Extraction and then quantify by gas chromatography high resolution mass spectrometry. The results from the model were compared to the measured concentrations. The model is conservative since there is a tendency to overestimate the real concentrations. A rapid elimination phase during the first days is followed by first order kinetics. Overall, the half-life is 50 days. After 200 days, an equilibrium is reached and the concentrations in the eggs are stable. The parameters that influence the concentrations measured in the eggs are: the soil concentration, the geophagy (amount of soil ingested by the hen during pecking), the age of the hen (or its duration on the contaminated soil) and the egg laying efficiency. The geophagy parameter is the most difficult to predict. In order to limit health risks, we would recommend avoiding eggs from hens if they are pecking on soil above 50 ng Toxic Equivalent (TEQ)/kg soil. Below this concentration, it is recommended to ensure a good vegetation cover to limit geophagy and depending on the soil concentration to reduce the frequency of egg consumption

Analyse des pesticides dans les cheveux: une nouvelle approche pour l’évaluation de l’exposition professionnelle

pesticides. A high number of pesticides are known as endocrine disrupting chemicals or having a supposed or verified carcinogenic effect. These toxic compounds are found in the environment, in water or in food. Once in our organism these molecules can be metabolised or stored. GOALS. In order to measure the impact on human health of gardening activity in Burkina Faso, hair analysis will provide information on the pesticides’ exposition of operators. The evaluation of pesticides exposure risks for human health is usually over estimated when there is only the analysis of environmental matrices (air, water, soil…) As the aim of this project is to understand the impact of gardening activity, the volunteers who participate in this project will be classified into two groups. First, the exposed population considers the operators. Then, the reference population regroups people living in the same area that the population studied, but without being in direct contact with pesticides. This population will be our baseline. In this way, contaminations due to other vectors such as food, water, vector control etc. will not be considered to evaluate the exposition due to gardening. An inovative protocole. The protocol developed, optimised and used for natural samples is inspired from the existing method QuEChERS AOAC 2007.01. This method is used to analyse pesticides in fruits, vegetables or soils samples. The main principle is simple and based on the salting-out effect. Hair pesticides residue analysis are made in GC/MS and LC/MS-MS. REsults. Analysis over 73 volunteers shows a 100% contamination of imidaclorprid in hair. The professional activity impact is observable on the acetamiprid concentration (10 times more in gardener’s population than in the reference population). The exposed population has a mean sum of 2469.3 ng pesticides/ g hair whereas the reference population has a mean sum of 1709.5 ng pesticides/g of hair

Contamination des sols aux dioxines/furanes en région lausannoise – Évaluation sanitaire

Les dioxines (polychloro-dibenzo dioxines - PCDDs) et furanes (polychloro-dibenzo furanes - PCDFs), sont une famille de molécules organochlorées aromatiques de plus de 210 congénères. L’origine primaire de leur émission sont les processus industriels demandant un procédé de combustion, comme les incinérateurs de déchets d’anciennes générations. Ces composés étant très lipophiles, stables et peu biodégradables, vont s’accumuler dans les tissus graisseux. Pour cette raison, l’alimentation est la principale source d’exposition aux PCDD/Fs de notre environnement quotidien. Une contamination aux PCDD/Fs sur une large étendue de la région lausannoise a été constatée suite à des sondages effectués en vue d’un réaménagement d’une parcelle agricole sise à l’avenue Victor-Ruffy à Lausanne. Les concentrations mesurées dépassent le seuil d’investigation et par endroit le seuil d’assainissement de l’Ordonnance sur les atteintes portées aux sols (OSol), respectivement de 20 et 100 ng i-TEQ/kg. La contamination observée est d’origine historique, la source d’émission la plus probable (l’ancienne usine d’incinération) ayant disparu et aucune autre source de dioxines actuellement en exploitation n’ayant été identifiée. Les concentrations élevées mesurées ont suscité plusieurs questions d’ordre sanitaire nécessitant un travail d’expertise. Une démarche d’analyse de risque environnemental pour la santé des populations exposées a alors été entreprise par Unisanté sous le mandat de la Direction générale de la santé (DGS) du Canton de Vaud et en collaboration avec la Direction générale de l’environnement (DGE) du Canton de Vaud et la Ville de Lausanne. Les objectifs du mandat étaient d’identifier les scénarios d’exposition, d’évaluer les risques associés à ces scénarios, de formuler des recommandations à l’attention des autorités d’exécution, et d’accompagner la DGS et la DGE dans la communication des risques sanitaires. Selon les modalités d’usage des sols, trois scenarios ou conditions d’exposition ont été identifiés, à savoir les jeunes enfants ingérant accidentellement de la terre, les jeunes enfants et les adultes ingérant des légumes cultivés dans des potagers lausannois, les jeunes enfants et les adultes ingérant des denrées alimentaires issues d’animaux élevés sur les terrains lausannois (porc, moutons, poules). Parmi les effets sur la santé reconnus chez l’humain, l’effet le plus sensible identifié est la reprotoxicité. Deux congénères de la famille des PCDD/Fs étant classés cancérigènes, le risque de cancer a aussi été considéré dans ce rapport. C’est sur la base de l’association entre la diminution des concentrations de spermatozoïdes et l'augmentation des niveaux sériques de TCDD ainsi que d’un modèle toxicocinétique de distribution des dioxines dans l’organisme humain (CADM, ou concentration- and age-dependant model) que l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA, ou European Food Safety Authority en anglais) a défini une dose journalière tolérable (DJT) de 0.3 pg TEQWHO-05/kg pc/jour. Bien que cette DJT fournisse un élément d’appréciation important, son interprétation est rendue difficile par le fait que la dose attendue via l’alimentation « normale » dépasse déjà ce seuil. Le modèle toxicocinétique (CADM) a donc été utilisé pour estimer les concentrations sanguines en PCDD/Fs selon les différentes situations d’exposition et pour déterminer l’importance de l’augmentation relative de la charge corporelle en PCDD/Fs. Trois seuils ont étés retenus pour l’élaboration des recommandations. Ces seuils tiennent compte de la variabilité de concentration attendue dans la population générale et sont définis comme une augmentation « faible » (<20%), « notable » (entre 20 et 100%) ou « importante » (>100%). Les scénarios conduisant potentiellement à une augmentation importante (>100%) de la charge corporelle sont la consommation régulière d’oeufs de poules élevées sur des sols avec des concentrations de PCDD/Fs > 20 ng TEQWHO-05/kg et la consommation régulière de cucurbitacées cultivées sur des sols à des concentrations de PCDD/Fs >100 ng TEQWHO-05/kg. Les scénarios conduisant potentiellement à une augmentation notable (20-100%) de la charge corporelle ont été identifiés comme étant la consommation régulière de cucurbitacées cultivées sur des sols avec des concentrations de PCDD/Fs entre 20-100 ng TEQWHO-05/kg, la consommation régulière de légumes racines non-pelés cultivés sur des sols avec des concentrations de PCDD/F >50 ng TEQ/kg, et la fréquentation régulière (pour les enfants) de parcs et de jardins sur des sols avec des concentrations de PCDD/F >200 ng TEQWHO-05/kg. Il est plausible que les situations d’exposition actuelles conduisant à une augmentation notable ou importante de la charge corporelle puissent contribuer aux effets reprotoxiques, par ailleurs déjà observés dans la population suisse. Il est cependant peu probable que les situations d’exposition actuelles puissent contribuer de façon significative à des effets cancérigènes. Au-delà de l’évaluation des niveaux d’exposition attendus, l’analyse de la situation lausannoise met en exergue : la forte influence des conditions d’usage des terrains (type d’exposition, fréquence d’usage/consommation et teneur en PCDD/Fs du sol) dans les niveaux de charge corporelle attendus, un manque de données de référence sur les niveaux de charge corporelle en PCDD/Fs dans la population générale en Suisse et un déséquilibre entre les expositions attendues pour les différents scénarios d’usage des terrains et les niveaux de protection visés par les dispositifs légaux de protection des sols et des denrées alimentaires

Development of a modified QuEChERS method for multi-class pesticide analysis in human hair by GC-MS and UPLC-MS/MS

The present study assessed the suitability of using QuEChERS procedure for the simultaneous deter- mination and quantification of 37 multi-class pesticides in human hair. Matrix co-eluted material had a large influence on instrumental response sensitivity. Purification was needed although dSPE cleanup sorbent selection critically influenced analyte recovery. Optimized protocol using Z-Sepþ sorbent suc- cessfully achieved recovery of 28 pesticides with high sensitivity, precision, and accuracy. Limits of detection ranged from 0.2 to 86.6 pg mg 1 and from 0.5 to 6.3 pg mg 1 for GC and UPLC amenable substances respectively. Pyrethroid pesticides were the most influenced by matrix effects which explained the higher limits of quantification retained for these substances. On the contrary, high sensitivity was achieved for UPLC amenable substances (LOD < 1 pg mg 1 for atrazine, deisopropyla- trazine, desethylatrazine, and imidacloprid). Suitability for monitoring pesticide exposure was assessed by application of the proposed protocol to samples collected on the field. Hairs of the volunteers were found positive to 8 pesticides with every sample containing at least one residue. Among these pesticides, only 3 were reported as used in local vegetable production, which suggested other sources of exposure. The developed method offers a sensitive, robust, and accessible tool for biomonitoring of human exposure

Contaminations des sols aux dioxines dans la région lausannoise – exposition de la volaille et résidus dans les denrées alimentaires

Les dioxines (polychloro-dibenzo dioxines - PCDDs) et furanes (polychloro-dibenzo furanes - PCDFs), sont une famille de molécules organochlorées aromatiques dont l’origine primaire de leur émission sont les processus industriels demandant un procédé de combustion. Ces composés étant très lipophiles, stables et peu biodégradables, ils vont s’accumuler dans les tissus graisseux. Pour cette raison, l’alimentation est la principale source d’exposition aux PCDD/Fs de notre environnement quotidien. Suite à une contamination aux PCDD/Fs sur une large étendue de la région lausannoise, un premier rapport a évalué le risque de différents scénarios d’exposition. Il a été mis en lumière que les poulaillers présents sur les terrains contaminés pouvaient représenter un risque de contamination par l’ingestion d’oeufs contaminé aux PCDD/Fs. Les poules qui picorent sur un terrain contaminé ingèrent du sol. Les dioxines absorbées par les poules se retrouvent dans leur masse graisseuse et sont éliminés par les oeufs. Les objectifs du mandat étaient d’évaluer les concentrations attendues dans les oeufs en fonction des concentrations dans le sol. Nous avons ajusté un modèle toxico-cinétique des PCDD/Fs chez la poule pour évaluer la sensibilité des différents paramètres. Afin de valider le modèle, nous avons pris les échantillons d’oeufs et de sol de cinq poulaillers sur les communes contaminées. En comparant le modèle avec les concentrations mesurées, on remarque que le modèle est conservateur (tendance à surestimer les concentrations réelles). Une phase d’élimination rapide durant les premiers jours est suivie d’une cinétique de premier ordre. Globalement, la demi-vie est de 50 jours. Après 200 jours, un équilibre est atteint et les concentrations dans les oeufs sont stables. Les paramètres qui influencent les concentrations mesurées dans les oeufs sont la concentration du sol, la géophagie (quantité de terre ingérée par la poule lors du picotage), l’âge de la poule (ou sa durée sur le sol contaminé) et l’efficacité de ponte. Le paramètre de la géophagie est le plus difficile à prédire. Afin de limiter les risques sanitaires, il est recommandé de ne pas manger d’oeufs si les poules picorent un terrain à plus de 29 ng TEQ Soxhlet/kg sol. En dessous de cette concentration, il est recommandé de garantir une bonne couverture végétale pour limiter la géophagie et suivant les concentrations de sols de réduire la fréquence de consommation des oeufs

Pesticides monitoring in surface water of a subsistence agricultural catchment in Uganda using passive samplers

Pesticides are intensely used in the agricultural sector worldwide including smallholder farming. Poor pesticide use practices in this agronomic setting are well documented and may impair the quality of water resources. However, empirical data on pesticide occurrence in water bodies of tropical smallholder agriculture is scarce. Many available data are focusing on apolar organochlorine compounds which are globally banned. We address this gap by studying the occurrence of a broad range of more modern pesticides in an agricultural watershed in Uganda. During 2.5 months of the rainy season in 2017, three passive sampler systems were deployed at five locations in River Mayanja to collect 14 days of composite samples. Grab samples were taken from drinking water resources. In these samples, 27 compounds out of 265 organic pesticides including 60 transformation products were detected. In the drinking water resources, we detected eight pesticides and two insecticide transformation products in low concentrations between 1 and 50 ng/L. Also, in the small streams and open fetch ponds, detected concentrations were generally low with a few exceptions for the herbicide 2,4-D and the fungicide carbendazim exceeding 1 ug/L. The widespread occurrence of chlorpyrifos posed the largest risk for macroinvertebrates. The extensive detection of this compound and its transformation product 3,4,5-trichloro-2-pyridinol was unexpected and called for a better understanding of the use and fate of this pesticide.ISSN:0944-1344ISSN:1614-749

Assessment of occupational exposure to pesticides with multi-class pesticide residues analysis in human hairs using a modified QuEChERS extraction method, case study of gardening areas in Burkina Faso

Pesticides have been proved to potentially cause multiple adverse health effects. The present study is part of a global project focusing on pesticides impacts on the environment and human health in gardening in Burkina Faso. In absence of existing monitoring, the present study aims at proposing a comprehensive indicator of occupational exposure to 48 pesticides identified during field campaigns. As a noninvasive and safe indicator of long term exposure, increasing interest is being observed in hair analysis for biomonitoring of human exposure to pesticides. In order to dissociate occupational and environmental exposure in the study area, two study populations have been randomly selected: fifty gardeners (operators) and fifty non users (reference population). The Ethics Committee of the Burkina Faso approved this study and written informed consent was obtained from all donors. Multiresidue extraction procedure using a modified QuEChERS extraction method has been developed and applied to the collected samples. Briefly, hairs were cut on the posterior of the head, subsequently cut in small pieces and spiked with appropriate 13C- or deuterated surrogates. After overnight incubation, they were extracted in acetonitrile, cleaned-up by Dispersive SPE (dSPE), concentrated and separated prior analysis on GC-MS and LC-MS/MS. Each sample was accompanied by a questionnaire on hair care practices. Different incubation, extraction methods and dSPE sorbents have been tested (temperature, type, volume, etc.). The best method was found to be a modified AOAC 2007.01 QuEChERS procedure, including 12h incubation at 37°C followed by dSPE clean-up with Supelco Z-sep/C18® sorbent. The substances detected in collected samples include pesticides commonly used in the study area such as acetamiprid, imidacloprid, cypermethrin, profenofos but also dieldrin a banned persistent organochlorine. These pesticides were detected in hairs of the gardeners but also in the samples of the reference population indicating the occurrence of passive contamination. This study presents a comprehensive assessment of sample preparation, extraction and clean-up procedure for multi-class pesticide residues analysis in human hairs. The modified QuEChERS extraction procedure proposed offers a simple and robust tool suitable to developing countries for monitoring human exposure and evaluation of compliance with policies. The study design, including comparison between reference and operators populations allowed to dissociate the influence of environmental exposure and direct occupational exposure. Results indicate that potential carcinogen, endocrine disruptor, neurotoxic and persistent pesticides have been detected in collected hairs