Προσδιορισμός επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών σε φυτοπροστατευτικά προϊόντα κατά την εφαρμογή τους σε αντιπροσωπευτικές για τη χώρα μας καλλιέργειες
Authors: Τσακιράκης Άγγελος 
Published: August 2021

Ο βαθμός επικινδυνότητας που διατρέχει ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων από την έκθεση τους σε έναν δυνητικά τοξικό παράγοντα εξαρτάται τόσο από τις τοξικολογικές ιδιότητες του παράγοντα όσο και από τα επίπεδα έκθεσης του ατόμου σε αυτόν. Τα επίπεδα έκθεσης των ψεκαστών και των παρευρισκομένων κατά την εφαρμογή των φυτοπροστατευτικών προϊόντων (φ.π.) είναι ένα πολύ σημαντικό μέσο προσδιορισμού του βαθμού επικινδυνότητας για τους εκτιθέμενους στα φ.π. πληθυσμούς αυτούς. Για τον προσδιορισμό των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών στα πλαίσια αυτής της Διδακτορικής Διατριβής πραγματοποιήθηκαν πειράματα αγρού τα οποία εκτελέστηκαν σύμφωνα με προκαθορισμένο πρωτόκολλο εφαρμογής και καταγράφηκαν όλες οι παράμετροι. Στόχος των μετρήσεων ήταν: α) Ο προσδιορισμός επιπέδων δυνητικής δερματικής έκθεσης, η οποία αντιπροσωπεύει την συνολική ποσότητα της δραστικής ουσίας (δ.ο.) του φ.π. που φτάνει στον ψεκαστή β) Ο προσδιορισμός επιπέδων της πραγματικής έκθεσης που αντιπροσωπεύει την ποσότητα της δ.ο. που διαπερνά την προστατευτική ενδυμασία και φτάνει την επιδερμίδα του ψεκαστή γ) Ο προσδιορισμός της έκθεσης των χεριών, δυνητικής και πραγματικής και δ) Ο προσδιορισμός της αναπνευστικής έκθεσης.Μέχρι σήμερα κατά κανόνα ο προσδιορισμός των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών σε φ.π. πραγματοποιείται με υπολογιστικό τρόπο από μαθηματικά μοντέλα τα οποία έχουν αναπτυχθεί για τις καλλιεργητικές πρακτικές και τις συνθήκες βορειοευρωπαϊκών χωρών οι οποίες κατά κανόνα δεν είναι συμβατές με εκείνες της χώρας μας. Μελέτες προσδιορισμού επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών καθώς και μελέτες παρόμοιου αντικειμένου που έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν από το Εργαστήριο Τοξικολογικού Ελέγχου Γεωργικών Φαρμάκων του Μπενακείου Φυτοπαθολογικού Ινστιτούτου είναι τα μοναδικά στοιχεία μετρήσεων έκθεσης των ψεκαστών στη χώρα μας και σε πολλές περιπτώσεις τα στοιχεία που προκύπτουν από τον πειραματισμό διαφέρουν σημαντικά από τα στοιχεία που προκύπτουν από τα υπολογιστικά μοντέλα, όπου αυτά είναι εφαρμόσιμα. Σε όλες τις περιπτώσεις ωστόσο, οι διαθέσιμες μελέτες αυτές είναι περιορισμένης έκτασης και πιλοτικού χαρακτήρα γεγονός που επιβεβαιώνει και τονίζει την απόλυτη ανάγκη περαιτέρω μελέτης του θέματος.Η παρούσα εργασία διαρθρώθηκε σε 3 κύριες ενότητες μελέτης που αφορούν στον προσδιορισμό των επιπέδων της έκθεσης του χρήστη κατά την εφαρμογή φυτοπροστατευτικού προϊόντος σε πραγματικές συνθήκες πεδίου (αγρού) με βάση τρία διαφορετικά αλλά χαρακτηριστικά για τη χώρα μας σενάρια εφαρμογής. Συγκεκριμένα οι εν λόγω τρεις πειραματικές ενότητες μελέτης ήταν: Ενότητα Ι: Προσδιορισμός επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών κατά τη δολωματική εφαρμογή εντομοκτόνων σε ελαιόδενδρα.Ενότητα ΙΙ: Προσδιορισμός επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών κατά την εφαρμογή μηκυτοκτόνων σε αμπέλιΕνότητα ΙΙΙ:Προσδιορισμός επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών κατά την εφαρμογή μηκυτοκτόνων σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες πιπεριάς με νέου τύπου εξοπλισμό εφαρμογής.Και τα τρία ανωτέρω σενάρια είναι ιδιαιτέρως χαρακτηριστικά για τη χώρα μας και καλύπτουν σε ποσοστιαία βάση ένα μεγάλο φάσμα όσον αφορά την έκταση των εν λόγω καλλιεργειών στη χώρα μας, τη γεωγραφική κατανομή αυτών και τις συνηθέστερες αγροτικές πρακτικές (ελαιώνας, αμπελώνας, θερμοκήπιο). Ιδιαίτερα στην ενότητα Ι η δολωματική εφαρμογή των φ.π. είναι ο πλέον ασφαλής και φιλικός για το περιβάλλον τρόπος εφαρμογής τους λόγω του ότι εφαρμόζονται σε ένα μικρό μέρος της φυλλικής επιφάνειας ενώ το υπόλοιπο μέρος του δένδρου και των καρπών παραμένει αψέκαστο. Ειδικότερα στην περίπτωση της ελιάς, ο δολωματικός ψεκασμός έχει ως τελικό αποτέλεσμα την παραγωγή ελαιολάδου και βρώσιμης ελιάς με πολύ χαμηλότερα επίπεδα υπολειμμάτων φ.π. Δεδομένου ότι ο δολωματικός ψεκασμός των φ.π. στην ελιά εφαρμόζεται μόνο στη χώρα μας μετά από πολυετείς μελέτες Ελλήνων επιστημόνων, όσον αφορά τον τρόπο και την αποτελεσματικότητα του, δεν υπάρχει αξιόπιστη βάση δεδομένων ή άλλα πειράματα που να επιτρέπουν τον υπολογισμό των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών με το συγκεκριμένο τρόπο εφαρμογής.Στο πειραματικό μέρος, και στις 3 ενότητες, η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στο πεδίο ήταν η μέθοδος προσδιορισμού έκθεσης σε ολόκληρο το σώμα (whole body dosimetry, WBD) η οποία βασίζεται στην αντίστοιχη επίσημη μέθοδο του OECD. Σε όλες τις ενότητες μελετήθηκαν 2 τύποι προστατευτικής φόρμας (μία 100% βαμβακερή και μία από βαμβάκι/πολυεστέρα με υδροαπωθητικό φινίρισμα βασισμένο σε επεξεργασία με νανοκάψουλες). Οι εργαστηριακοί προσδιορισμοί για κάθε πειραματική ενότητα πραγματοποιήθηκαν με πλήρως επικυρωμένες και πιστοποιημένες αναλυτικές μεθόδους (το Εργαστήριο Τοξικολογικού Ελέγχου Γεωργικών Φαρμάκων του ΜΦΙ διαπιστεύθηκε κατά ISO/EN 17025 για τη μέθοδο προσδιορισμού της δραστικής ουσία μαλαθείο που χρησιμοποιήθηκε κατά τον πειραματισμό στο σενάριο εφαρμογής της ενότητας Ι).Τέλος έγινε η ανασκόπηση (review) της βιβλιογραφίας σχετικά με τα επιμέρους θεματικά αντικείμενα της Διατριβής. Με βάση την ανασκόπηση αυτή διαμορφ;vθηκε ο κορμός του θεωρητικού μέρους της εργασίας όπου παρουσιάζονται, συζητούνται και συγκρίνονται τα υπάρχοντα προγνωστικά μοντέλα εκτίμησης της έκθεσης του χρήστη σε φυτοπροστατευτικά προϊόντα ενώ παράλληλα αναλύονται εκτενέστερα τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα από αυτά. Τα μοντέλα αυτά είναι: α) Το Βρεττανικό μοντέλο (UK Predictive Operator Exposure Model, POEM) β) Το Γερμανικό Μοντέλο (German ΒΒΑ Model) γ) Το μοντέλο ΕUROPOEM δ) Το Ολλανδικό μοντέλο ε) Άλλα μοντέλα (Dutch greenhouse model, PHED, Seed Tropex, AHEAD, Southern European greenhouse model κ.α.) στ) τα προσφάτως αναπτυχθέντα μοντέλα που είναι το μοντέλο BROWSE και το μοντέλο της EFSA (EFSA calculator).Με βάση τη θεωρητική γνώση σχετικά με τα ανωτέρω μοντέλα και τα αποτελέσματα των πειραμάτων του αγρού έγιναν σε κάθε μια από τις 3 ενότητες σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων έκθεσης του χρήστη με τα αντίστοιχα επίπεδα έκθεσης που προκύπτουν από το Γερμανικό μοντέλο το οποίο θεωρείται ως το πλέον αντιπροσωπευτικό για τα συγκεκριμένα σενάρια εφαρμογής που μελετήθηκαν στη Διδακτορική Διατριβή, καθώς και με το μοντέλο της EFSA που περιλαμβάνει παρεμφερή σενάρια εφαρμογής. Τα αντίστοιχα αποτελέσματα της ανωτέρω σύγκρισης έδειξαν σε κάποιες περιπτώσεις υπερεκτίμηση και σε κάποιες άλλες υποεκτίμηση της έκθεσης των ψεκαστών από το μοντέλο σε σχέση με τα επίπεδα έκθεσης που προσδιορίστηκαν πειραματικά (πειράματα αγρού). Ειδικότερα σε σχέση με το σενάριο εφαρμογής δολωματικού ψεκασμού στην ελιά (Ενότητα Ι) οι πειραματικές τιμές έδειξαν χαμηλότερα επίπεδα έκθεσης στο τμήμα «κορμός & πόδια» από αυτά που προκύπτουν από το Γερμανικό μοντέλο στο 75ο εκατοστημόριο με χρήση μέσων ατομικής προστασίας γεγονός που συνάδει με την ιδιαιτερότητα του εν λόγω σεναρίου εφαρμογής. Ανάλογα συμπεράσματα προέκυψαν και από τη σύγκριση με το μοντέλο της EFSA όπου μόνο στην περίπτωση του τμήματος «κορμός & πόδια» η εκτίμηση του μοντέλου προσεγγίζει τις πειραματικές τιμές. Στο εν λόγω σενάριο και οι δύο τύποι φόρμας που μελετήθηκαν έδειξαν ικανοποιητικά επίπεδα προστασίας βάσει της σύγκρισης των μετρηθέντων επιπέδων της δυνητικής και της πραγματικής έκθεσης και συνεπώς μπορούν να προταθούν ως κατάλληλος τύπος μέσων ατομικής προστασίας για το συγκεκριμένο σενάριο εφαρμογής. Τέλος από την διεξαγωγή διπλών (συγκριτικών) σετ πειραμάτων στο δολωματικό ψεκασμό εντομοκτόνου για τη μελέτη της επίδρασης της διάρκειας εφαρμογής στα προκαλούμενα επίπεδα έκθεσης του ψεκαστή βρέθηκε ότι δεν υπάρχει γραμμική συσχέτιση μεταξύ έκθεσης και διάρκειας εφαρμογής. Αναφορικά με το σενάριο εφαρμογής μυκητοκτόνων σε αμπέλι (Ενότητα ΙΙ) τα αποτελέσματα από την πειραματισμό στον αγρό ως προς τη δυνητική έκθεση έδειξαν ότι το μέρος του σώματος που εκτίθεται περισσότερο κατά το συγκεκριμένο σενάριο εφαρμογής είναι ο κορμός του ψεκαστή (89% της συνολικής) ενώ ακολουθούν κατά σειρά τα χέρια (<10% της συνολικής έκθεσης). Τα αποτελέσματα συγκρινόμενα με αντίστοιχα αποτελέσματα από παλαιότερες μελέτες (Εργ. Τοξικολογικού Ελέγχου ΜΦΙ) βρέθηκαν στην ίδια τάξη μεγέθους. Τα πειραματικά επίπεδα της δυνητικής και πραγματικής από δέρματος έκθεσης ήταν σε άλλες περιπτώσεις σύγκρισης χαμηλότερα και σε άλλες υψηλότερα από αυτά που προκύπτουν από την αντίστοιχη εκτίμηση του Γερμανικού Μοντέλου. Επιπρόσθετα η σύγκριση με το μοντέλο της EFSA έδειξε ότι το «EFSA calculator» για το συγκεκριμένο σενάριο εφαρμογής κάνει υποεκτίμηση της έκθεσης στην πλειονότητα των περιπτώσεων (από 69-94% κατά περίπτωση). Τα ανωτέρω συμπεράσματα καταδεικνύουν την ανάγκη περαιτέρω επικαιροποίησης (update) και προσαρμογής-ρύθμισης (refinement) των μοντέλου ως προς το εν λόγω σενάριο, αφετέρου συνάδουν με τη διαπίστωση ότι τα προκύπτοντα σετ δεδομένων (έκθεσης) θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν βοηθητικά ως τυπικές τιμές αναφοράς (surrogate values) για το σκοπό αυτό. Και στο εν λόγω σενάριο οι δύο τύποι φόρμας έδειξαν χαμηλή περατότητα και συνεπώς παρείχαν ικανοποιητικό επίπεδο προστασία στον ψεκαστή. Τέλος, για το σέναριο εφαρμογής της Ενότητας ΙΙΙ (θερμοκηπιακές καλλιέργειες) η μελέτη ενός νέου τύπου εργαλείου-ψεκαστικού εξοπλισμού για θερμοκηπιακές εφαρμογές συγκριτικά με αποτελέσματα προγενέστερης εργασίας της ερευνητικής ομάδας του Εργαστηρίου Τοξ/κου Ελέγχου Γεωργικών Φαρμάκων του ΜΦΙ σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες, όπου είχε χρησιμοποιηθεί το συμβατικό πιστόλι ψεκασμού, δεν παρείχε θετικές ενδείξεις για μείωση των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών. Στο μελετηθέν σενάριο ψεκασμού αυτό που χαρακτηρίζεται από υψηλή κατά κανόνα έκθεση το Γερμανικό μοντέλο υποεκτιμά την έκθεση στην πλειονότητα των περιπτώσεων. Ως προς την περατότητα των δύο τύπων προστατευτικής ενδυμασίας τα αποτελέσματα σύγκρισης έδειξαν ότι η υδροαπωθητικού τύπου φόρμα τύπου ήταν λιγότερο περατή από την βαμβακερή (συμβατική) φόρμα γεγονός που είναι σε συμφωνία με αποτελέσματα από προηγούμενες μελέτες σε θερμοκήπια. Παρά τη συγκριτική διαφορά αυτή όμως και οι δύο τύποι φόρμας παρείχαν ικανοποιητική προστασία για το δεδομένο σενάριο εφαρμογής με βάση τις τιμές της πραγματικής από δέρματος έκθεσης. Η ανάπτυξη μιας αξιόπιστης βάσης δεδομένων αποτελεί απαραίτητο στοιχείο για την προσαρμογή / ανάπτυξη υπολογιστικών μοντέλων για τον αξιόπιστο προσδιορισμό επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών σε φ.π. και την αξιόπιστη εκτίμηση της επικινδυνότητας. Η ανάπτυξη βάσης δεδομένων βασίστηκε αφενός στα πραγματικά επίπεδα έκθεσης των ψεκαστών από τα νέα αποτελέσματα που προέκυψαν από τα πειράματα της παρούσας εργασίας και αφετέρου στην αξιοποίηση στοιχείων από παλαιότερους πειραματισμούς του Εργαστηρίου Τοξικολογικού Ελέγχου Γεωργικών Φαρμάκων του Μπενακείου Φυτοπαθολογικού Ινστιτούτου. Ζητούμενο στην κατεύθυνση αυτή ήταν η ανάπτυξη ενός αξιόπιστου και ρεαλιστικού εργαλείου για έναν σημαντικό αριθμό χρηστών (αξιολογητές και διαχειριστές κινδύνου, βιομηχανία), συνδέοντας παράλληλα το ερευνητικό μέρος της παρούσας διατριβής (πειραματισμός και έρευνα επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών) με την αγροτική πράξη. Επιπλέον η παρούσα εργασία είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή νέας γνώσης όσον αφορά τον προσδιορισμό του βαθμού προστασίας και του βέλτιστου τύπου φόρμας ατομικής προστασίας μέσα από σύγκριση και εξέταση της συμπεριφοράς διαφορετικών υλικών κατασκευής μέσων ατομικής προστασίας με βάση τα αποτελέσματα που θα προκύψουν από τη μελέτη στις κυριότερες καλλιέργειες της χώρας μας. Η σημασία της παρούσας εργασίας ενισχύεται περαιτέρω από το ότι περιλαμβάνει α) ένα σενάριο εφαρμογής φ.π. στην ελιά που εφαρμόζεται μόνο στη χώρα μας (δολωματικός ψεκασμός) για το οποίο δεν υπάρχει αξιόπιστη βάση δεδομένων ή άλλα πειράματα που να επιτρέπουν τον υπολογισμό των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών με τον συγκεκριμένο τρόπο εφαρμογής και β) μελέτη νέου τύπου εξοπλισμού εφαρμογής φ.π. με σκοπό να διαπιστωθεί κατά πόσο έχει ή όχι επίδραση στη μείωση των επιπέδων έκθεσης των ψεκαστών καθώς και της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης. Τέλος έναν ακόμα κρίκο στην αλυσίδα της παραγόμενης νέας γνώσης αποτέλεσε η ανάπτυξη στο εργαστήριο πλήρως πιστοποιημένων (επικυρωμένων) αναλυτικών μεθόδων που απαιτούνται για τον προσδιορισμό της δραστικής ουσίας των φ.π. στα μέσα ατομικής προστασίας των ψεκαστών. Παράλληλα αναπτύχθηκε, οριοθετήθηκε, προσαρμόστηκε κατάλληλα και εφαρμόστηκε στην πράξη, στο πλαίσιο και τη φιλοσοφία της Ορθής Αγροτικής Πρακτικής (GΑP), το αντίστοιχο πειραματικό πρωτόκολλο αγρού, βασισμένο στις αρχές των κατευθυντήριων γραμμών του OECD για τις εν λόγω μελέτες πεδίου που αναμφίβολα θα μπορούσε να αποτελέσει χρήσιμη παρακαταθήκη για τη διεξαγωγή και άλλων ερευνητικών εργασιών στο αντικείμενο αυτό.