Analyse glycol ether and pesticide metabolites in Norwegian children and their potential determinants

Abstract

Ikke-persistente stoffer er mye brukt i forbruksvarer og i miljøet. De finnes i hverdagsprodukter som plastikk, smøremidler, løsningsmidler, og insektsmidler, og eksponering av disse stoffene i lave konsentrasjoner kan forstyrre det endokrine systemet og evnen til reproduksjon. Glykol etere er oksygenholdige løsningsmidler, mye brukt i flere yrker og i forbruksvarer. Eksponering av glykol etere har vært knyttet til forsinket graviditet, fostermisdannelser, lavere sædkvalitet og forstyrret menstruasjonssyklus. Organofosfat (OP) og pyretroid (PYR) insektmidler er mye brukt i jordbruk i tillegg til personlig bruk, og studier har påvist at flere typer insektmidler kan påvirke skjoldbrukskjertelens homeostase. Barn er mer eksponert sammenlignet med voksne fordi de er under utvikling. I tillegg puster de mer luft, drikker mer, og spiser mer i forhold til kroppsvekten deres. Urinprøver fra barn i Norge (n=286), alder 6-12 år, ble analysert med ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-ESI-MS/MS) for å se etter 2-butoxyacetic acid (BAA), phenoxyacetic acid (PhAA), 3-phenoxybenzoic acid (3-PBA), 2-4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 3,5,6-Trichloro-2-pyridinol (TCPy), cotinine, imazalil og 8-iso-Prostaglandin F2α (8-iso-PGF2α). Urinprøvene var kombinert av to stikkprøver samlet kveld og morningen etter. Konsentrasjonen av BAA, PhAA, 3-PBA, 2,4-D og TCPy var sammenlignet med andre studier tilgjengelig over hele verden, og sammenlignet med spørreskjema data relatert til vaskeprodukter og mat, gjort med Spearman's Rho test. Deteksjonsfrekvensen for stoffene analysert i dette studiet var i synkende orden som følger: PhAA(100%) > TCPy(58%) > BAA(44%) > imazalil(35%) > 3-PBA(17%) > 2,4-D(9%) > cotinine(2%) > 8-iso-PGF2α(0%). PhAA var detektert i 100% av prøvene, hvorav alle konsentrasjonene var over LOQ (3.0 ng/mL). PhAA hadde og høyest median (137 ng/mL eller 145.20 ug/g) sammenlignet med den andre glykol eter metabolitten og totalt. TCPy var insektmiddel metabolitten med høyest deteksjonsfrekvens (58%) og høyest median (0.27 ng/mL eller 0.31 ug/g). BAA, 3-PBA, 2,4-D, cotinine, imazalil og 8-iso-PGF2α hadde median under LOD, (15.0 ng/mL), (0.3 ng/mL), (0.2 ng/mL), (3.0 ng/mL), (0.1 ng/mL), (3.0 ng/mL), henholdsvis. Alle stoffene analysert i denne oppgaven viste lavere median sammenlignet med de andre studiene. Det var ingen signifikant korrelasjon mellom glykol eter metabolittene og spørreskjema data som omhandlet vaskemidler(p<0.05). Signifikante korrelasjoner mellom insektmiddel metabolittene og spørreskjema data var observert som følgende: 3-PBA med ost (-0.141, p<0.05) og nøtter (-0.128, p<0.05), 2,4-D med probiotisk yogurt (0.117, p<0.05), ost (-0.140, p<0.05) og skinke (-0.125, p<0.05), og TCPy med hvit fisk (0.150, p<0.05), sjømat (0.127, p<0.05), hermetisk fisk (0.186, p<0.01) og frukt (0.167, p<0.01). En trend var og observert, dog ikke signifikant korrelert, for alle tre insektmiddel metabolittene med egg og sukker, 3-PBA og 2,4-D med rødt kjøtt, og TCPy med vegetabilsk olje. For glykol eter metabolittene viste PhAA en trend med fettløselig rensespray.

Non persistent chemicals are widely used in consumer products and the environment. They are found in many everyday products, e.g. plastics, lubricants, solvents, plasticizers, and pesticides. Low levels of exposure to these chemicals may cause endocrine or reproductive disorders. Glycol ethers are oxygenated solvents, highly used in occupational and domestic products, and exposure to glycol ethers have been linked to increased time to pregnancy, fetal malformation, lower semen quality, menstrual cycle disorder, among other. Organophosphate (OP) and pyrethroid (PYR) pesticides are commonly used in agriculture as well as domestic and gardening use, and studies have shown the ability of multiple pesticides to affect thyroid homeostasis. Children are more exposed compared to adults as they are still developing in addition to breathe more air, drink more water, and eat more food per pound of body weight than adults. Urine samples from children in Norway (n=286), age 6-12, were analysed with ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-ESI-MS/MS) to look for 2-butoxyacetic acid (BAA), phenoxyacetic acid (PhAA), 3-phenoxybenzoic acid (3-PBA), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 3,5,6-Trichloro-2-pyridinol (TCPy), cotinine, imazalil and 8-iso-Prostaglandin F2α (8-iso-PGF2α). The urine samples analysed were a pool of two spot urine samples collected at bedtime and the morning after. The urinary concentration of BAA, PhAA, 3-PBA, 2,4-D and TCPy were compared to other studies available worldwide. Further, associations between urinary concentrations and questionnaire data regarding use of cleaning products and food consumed were studied. The detection frequency from this study were found to be with decreasing order as follows: PhAA(100%) > TCPy(58%) > BAA(44%) > imazalil(35%) > 3-PBA(17%) > 2,4-D(9%) > cotinine(2%) > 8-iso-PGF2α(0%). PhAA was detected in 100% of the samples, all levels above LOQ (3.0 ng/mL), and had the highest median (137 ng/mL or 145.20 ug/g) compared to the other glycol ether metabolite and overall. TCPy was the pesticide metabolite with the highest detection frequency (58%) and the highest median (0.27 ng/mL or 0.31 ug/g). BAA, 3-PBA, 2,4-D, cotinine, imazalil and 8-iso-PGF2α had median below LOD, (15.0 ng/mL), (0.3 ng/mL), (0.2 ng/mL), (3.0 ng/mL), (0.1 ng/mL), (3.0 ng/mL), respectively. All compounds in this study had lower median compared to the other studies. There were no significant correlation between the glycol ether metabolites and the questionnaire data regarding the use of cleaning products, using Spearman's Rho test (< 0.05). Significant correlations between the pesticide metabolites with questionnaire data regarding food were observed as following: 3-PBA with cheese (-0.141, p<0.05) and nuts (-0.128, p<0.05), 2,4-D with pro-biotic yogurt (0.117, p<0.05), cheese (-0.140, p<0.05) and ham (-0.125, p<0.05), and TCPy with white fish (0.150, p<0.05), seafood (0.127, p<0.05), canned fish (0.186, p<0.01) and fruits (0.167, p<0.01). A trend were observed, however not significantly correlated, for all three pesticide metabolites with egg and sugar, 3-PBA and 2,4-D with red meat, and TCPy with vegetable oil. Among the glycol ether metabolites, PhAA showed a trend with the use of degreasing sprays.