Kombinationseffekter af pesticider Per Kudsk, DJF Helle Raun Andersen, SDU Nina Cedergreen, Jens C. Streibig, KVL Solvejg Mathiassen, DJF Flemming Møhlenberg, DHI Anne Marie Vinggaard, DFVF 15-11-2018

Baggrund Hvorfor interessere sig for kombinationseffekter af pesticider? Pesticider anvendes ofte i blanding Pesticider forefindes sjældent alene i miljøet, grundvandet, fødevarer og foder men som oftest sammen med andre pesticider Samtidig eksponering til mere end et pesticid kan ændre menneskers, dyrs og andre organismers respons i forhold til deres respons til pesticiderne enkeltvis Interesse for at indarbejde viden om kombinationseffekter i risikovurderingerne i forbindelse med registreringen af pesticider (”pesticidcocktails”) Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Baggrund Problemstillinger i forbindelse med undersøgelser af kombinationseffekter af pesticider Antallet af mulige pesticidblandinger er meget stort Antallet af relevante organismer er stort Ikke enighed om hverken terminologien eller hvilke matematiske modeller (referencemodeller), der bør anvendes Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Metode: Pesticider Pesticider Blandinger Antal: 22 Forskellige virkningsmekanismer/virkemåder Blandinger Udgangspunktet for blandingernes sammensætning var pesticidernes virkemåde Samme virkningsmekanisme Samme virkemåde men forskellig virkningsmekanisme Forskellig virkemåde 101 tokomponentblandinger 20 trekomponentblandinger Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Metode: Testsystemer Økotoksikologiske testsystemer Terrestriske planter (Lugtløs kamille og Fuglegræs) Akvatiske planter (Andemad) Alger (Pseudokirchneriella subcapitata) Akvatiske bakterier (Vibrio fisheri) Krebsdyr (Daphnia minor) Humantoksikologiske testsystemer MCF7-celleproliferationsassay AR reportergenassay Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Metode: Forsøgsdesign Tokomponentblandinger 2 herbicider (6-8 doseringer) 3 til 5 blandinger med forskellig forhold af de to herbicider f.eks. 83:17, 67:33, 50:50, 33:67 og 17:83 (6-8 doseringer) Trekomponentblandinger 3 herbicider (6-8 doseringer) 3 blandinger med forskellig forhold med hver af de 3 mulige tokomponentblandinger (6-8 doseringer) 4 blandinger med alle 3 herbicider (6-8 doseringer) Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Metode: Statistiske analyser Logistisk doseringskurve D: Øvre grænse (=ubehandlet) C: Nedre grænse (=højeste dosering) B: Hældningen af doseringskurven ED50: Doseringen der resulterer i 50% vækstreduktion Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Terminologi Additivitet Antagonisme Synergisme Effekten af blandingen er som forventet i følge referencemodellen Antagonisme Effekten af blandingen er statistisk signifikant mindre end forventet i følge referencemodellen Synergisme Effekten af blandingen er statistisk signifikant større end forventet i følge referencemodellen Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Referencemodeller Additive Dose Model (ADM) Sammenligner de doseringer af pesticiderne anvendt enkeltvis og i blanding, som giver samme effekt Multiplicative Survival Model (MSM) Sammenligner effekter af doseringer af pesticider anvendt enkeltvis og i blanding Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM X Per Kudsk Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM X X Per Kudsk Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM X X X Per Kudsk Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM versus MSM B1=B2=0.5 B1=B2=1 B1=B2=2 B1=B2=5 ADM Herbicid B Herbicid A Herbicid B Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM versus MSM B1=B2=0.5 B1=B2=1 B1=B2=2 B1=B2=5 ADM X X X X X X Herbicid A Herbicid B X X X X X X Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

ADM versus MSM ADM isobol MSM isobol Per Kudsk Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Resultater: Samme virkemåde Terrestriske planter: Fuglegræs ADM isobol Beregnet isobol Observerede data Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Resultater: Samme virkemåde MCF7-celleprofilerationstest ADM isobol Beregnet isobol Observerede data Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Resultater: Forskellig virkningsmekanisme, samme virkemåde Terrestriske planter: Lugtløs kamille ADM isobol Beregnet isobol Observerede data Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Resultater: Forskellig virkemåde Akvatiske planter: Andemad ADM isobol Beregnet isobol Observerede data Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Resultater: Forskellig virkemåde Krebsdyr: Dafnie ADM isobol Beregnet isobol Observerede data Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Sammendrag af resultater Additivitet Antagonisme Synergisme Samme virkningsmekanisme 19 1 Samme virkemåde, forskellig virkningsmekanisme 5 Forskellig virkemåde 41 8 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Trekomponentblandinger Krebsdyr: Dafnie Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Konklusioner Effekten af hovedparten af de 101 pesticidblandinger var som forventet i henhold til ADM modellen, dvs. der var tale om additive effekter Afvigelser fra ADM var mere hyppige for blandinger af pesticider med forskellige virkemåder og/eller virkningsmekanismer Synergi blev kun observeret med 8 blandinger og i alle tilfælde i blandinger, hvor prochloraz var den ene komponent (samme effekt med 25 til 50% af den forventede dosering) Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018

Konklusioner ADM predikterer i de fleste tilfælde højere effekter af pesticidblandinger end MSM og er derfor mere anvendelig ved risikovurdering af pesticidblandinger, idet risikoen for at undervurdere effekterne af blandinger er mindre ADM kan evt. anvendes i kombination med sikkerhedsfaktorer for at ”fange” forekomst af synergi God overensstemmelse imellem resultaterne fra sammenlignelige testsystemer (terrestriske versus akvatiske planter; planter versus alger) Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Per Kudsk 15-11-2018