Δείκτες έκθεσης σε φυτοφάρμακα: μελέτη εναπόθεσης οργανοχλωριωμένων και οργανοφωσφορικών φυτοφαρμάκων σε τρίχες πειραματόζωων και επέκταση αυτής στον άνθρωπο

Abstract

Αn analytical approach for the quantitative determination of three dialkyl phosphate (DAP) metabolites, dimethyl phosphate (DMP), dimethyl thiophosphate (DMTP) and diethyl phosphate (DEP), of organophosphate pesticides (OPs) in hair samples has been developed. The proposed methodology comprises a decontamination step, solid-liquid extraction, followed by liquid-liquid extraction, pentafluorobenzyl bromide derivatization, clean-up on Florisil/PSA column and analysis by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The analytes were extracted from hair with water. Two-coloured rabbits were daily exposed to dimethoate (0, 12 or 24 mg kg-1 body weight) via their drinking water and their hair samples, obtained 4 and 6 months after the beginning of exposure, were analyzed for the presence of its two metabolites (DMP, DMTP). The influence of dose and dose duration of this OP, as well as the effect of hair colour on the concentrations of its DAPs in hair were investigated. To test the efficiency of the method, a 30 samples of hair from agricultural workers were analyzed. The procedure was shown to be linear over a wide range of concentration. Satisfactory recoveries were obtained ranging from 58.8 to 101.4% for rabbit hair and from 56.1 to 107.9% for human hair, whereas the limits of detection ranged from 0.01 to 0.08 ng mg-1 and from 0.02 to 0.10 ng mg-1 for rabbit and human hair, respectively. The present work shows that there appears to be a significant relationship between the dose of dimethoate and the concentration values of its two DAP metabolites in hair. On the other hand, mixed results for the significance of the relationship between dose duration and the levels of the two DAPs in hair are observed. Hair pigmentation does not appear to affect the concentration values of DMTP, whereas it seems to be a critical factor in the incorporation of DMP into hair. The results obtained from the analysis of hair samples of agricultural workers show the suitability of the proposed method for monitoring people occupationally exposed to OPs. DEP was the most frequently detected metabolite in hair samples from agricultural workers, followed by DMP. These data confirm the ability of hair testing to assess chronic OP exposure by the detection of DAPs.

Μια αναλυτική μέθοδος αναπτύχθηκε για τον ποσοτικό προσδιορισμό τριών dialkyl phosphate (DAP) μεταβολιτών, του dimethyl phosphate (DMP), του dimethyl thiophosphate (DMTP) και του diethyl phosphate (DEP), οργανοφωσφορικών φυτοφαρμάκων σε δείγματα τριχών. Η προτεινόμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει ξέπλυμα της τρίχας, στερεή-υγρή εκχύλιση και ακολουθεί υγρή-υγρή εκχύλιση, παραγωγοποίηση με pentafluorobenzyl bromide, καθαρισμός σε στήλη Florisil/PSA και ανάλυση με αέρια χρωματογραφία σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας (GC-MS). Για την εξαγωγή των μεταβολιτών από την τρίχα χρησιμοποιήθηκε νερό. Σε δίχρωμα κουνέλια χορηγήθηκε το dimethoate (0, 12 ή 24 mg kg-1 σ.β. ημερησίως) από το στόμα με το νερό και μετρήθηκαν τα επίπεδα των δυο μεταβολιτών του (DMP, DMTP) σε δείγματα τριχών που συλλέχθησαν από τα πειραματόζωα 4 και 6 μήνες μετά την έναρξη της χορήγησης. Μελετήθηκε η επίδραση της δόσης και η επίδραση της διάρκειας χορήγησης αυτού του οργανοφωσφορικού φαρμάκου καθώς και του χρώματος της τρίχας στις τιμές συγκέντρωσης των DAP μεταβολιτών του στις τρίχες. Για να εξεταστεί η αποτελεσματικότητα της μεθόδου, 30 δείγματα τριχών από αγρότες αναλύθηκαν. Η μέθοδος παρουσιάζει καλή γραμμικότητα σε μεγάλο εύρος συγκεντρώσεων. Ικανοποιητικές τιμές ανακτήσεων προέκυψαν από την εφαρμογή της, που κυμαίνονταν μεταξύ 58.8-101.4% για τις τρίχες πειραματοζώων και 56.1-107.9% για τις ανθρώπινες τρίχες, ενώ τα όρια ανίχνευσης κυμαίνονταν μεταξύ 0.01-0.08 ng mg-1 και 0.02-0.10 ng mg-1 για τις τρίχες πειραματοζώων και ανθρώπων, αντίστοιχα. Η μελέτη ανέδειξε ότι φαίνεται να υπάρχει μια σημαντική σχέση μεταξύ του επιπέδου της δόσης του dimethoate και των τιμών συγκέντρωσης των δύο DAP μεταβολιτών του στις τρίχες. Από την άλλη μεριά, ανάμεικτα αποτελέσματα για τη σημαντικότητα της σχέσης μεταξύ της διάρκειας χορήγησης και των επιπέδων των δυο DAPs στην τρίχα παρατηρούνται. Το χρώμα της τρίχας δεν φαίνεται να επηρεάζει τις τιμές συγκέντρωσης του DMTP, ενώ φαίνεται να αποτελεί κρίσιμο παράγοντα στην εναπόθεση του DMP. Τα αποτελέσματα από την ανάλυση των δειγμάτων τριχών των αγροτών δείχνουν ότι η προτεινόμενη μέθοδος είναι κατάλληλη για την παρακολούθηση της επαγγελματικής έκθεσης του ανθρώπου σε οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα. Ο DEP είναι ο μεταβολίτης που ανιχνεύτηκε πιο συχνά στα δείγματα τριχών των αγροτών και ακολουθεί ο DMP. Τα αποτελέσματά μας συνηγορούν ότι η ανάλυση των DAPs στην τρίχα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της χρόνιας έκθεσης στα οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα.