Computer modelling as a tool for the exposure assessment of operators using faulty agricultural pesticide spraying equipment.
[Computer modelling as a tool for the exposure assessment of operators using faulty agricultural pesticide spraying equipment.]

ABSTRACT

Background. Faulty but still operating agricultural pesticide sprayers may pose an unacceptable health risk for operators. The computerized models designed to calculate exposure and risk for pesticide sprayers used as an aid in the evaluation and further authorisation of plant protection products may be applied also to assess a health risk for operators when faulty sprayers are used. 

Objective. To evaluate the impact of different exposure scenarios on the health risk for the operators using faulty agricultural spraying equipment by means of computer modelling.

Material and methods. The exposure modelling was performed for 15 pesticides (5 insecticides, 7 fungicides and 3 herbicides). The critical parameter, i.e. toxicological end-point, on which the risk assessment was based was the no observable adverse effect level (NOAEL). This enabled risk to be estimated under various exposure conditions such as pesticide concentration in the plant protection product and type of the sprayed crop as well as the number of treatments. Computer modelling was based on the UK POEM model including determination of the acceptable operator exposure level (AOEL). Thus the degree of operator exposure could be defined during pesticide treatment whether or not personal protection equipment had been employed by individuals. Data used for computer modelling was obtained from simulated, pesticide substitute treatments using variously damaged knapsack sprayers. These substitute preparations consisted of markers that allowed computer simulations to be made, analogous to real-life exposure situations, in a dose dependent fashion. Exposures were estimated according to operator dosimetry exposure under 'field' conditions for low level, medium and high target field crops. 

Results. The exposure modelling in the high target field crops demonstrated exceedance of the AOEL in all simulated treatment cases (100%) using damaged sprayers irrespective of the type of damage or if individual protective measures had been adopted or not. For low level and medium field crops exceedances ranged between 40 - 80% cases.

Conclusions. The computer modelling may be considered as an practical tool for the hazard assessment when the faulty agricultural sprayers are used. It also may be applied for programming the quality checks and maintenance systems of this equipment.

STRESZCZENIE

Wprowadzenie. Stosowanie uszkodzonych ale funkcjonujących opryskiwaczy środków ochrony roślin może powodować nieakceptowalne ryzyko zdrowotne dla ich operatorów. Do oceny ryzyka związanego ze stosowaniem uszkodzonych opryskiwaczy można wykorzystać komputerowe modele matematyczne wykorzystywane do oceny narażenia operatorów opryskiwaczy w procesie rejestracji środków ochrony roślin.

Cel. Wykorzystanie modelowania komputerowego do oceny wpływu różnych scenariuszy narażenia na ryzyko dla operatorów stosujących uszkodzone opryskiwacze.

Materiał i metody. Modelowanie narażenia przeprowadzono w odniesieniu do 15 pestycydów (5 insektycydów, 7 fungicydów i 3 herbicydów). Krytycznym efektem działania, na którym oparto ocenę ryzyka, był poziom nie wywołujący dających się zaobserwować szkodliwych skutków (NOAEL). Umożliwiło to szacowanie ryzyka w warunkach różnego narażenia, takich jak stężenie pestycydu w środku ochrony roślin, rodzaj opryskiwanej uprawy i liczba zabiegów. Modelowanie komputerowe przeprowadzano stosując model UK POEM i wyznaczając dopuszczalny poziom narażenia operatora (AOEL), co umożliwiło oszacowanie narażenia operatora w zależności od zastosowania środków ochrony osobistej. Dane stosowane w modelowaniu komputerowym uzyskano na podstawie symulowanych zabiegów, w których stosowano płyny modelowe symulujące środki ochrony roślin i celowo uszkodzone opryskiwacze. Płyny modelowe zawierały markery umożliwiające odzwierciedlenie rzeczywistego ilościowego narażenia. Narażenie szacowano zgodnie ze schematem dozymetrycznego badania narażenia operatora w warunkach polowych dla upraw wysokich, średnio-wysokich i niskich.

Wyniki. Wyniki modelowania narażenia wskazują, że ochrona upraw wysokich uszkodzonymi opryskiwaczami powodowała przekroczenie akceptowanego poziomu narażenia operatora (AOEL) niemal w 100% przypadków środków ochrony roślin wykorzystanych do modelowania, niezależnie od stosowania środków ochrony osobistej. W przypadku upraw niskich i średniej wysokości przekroczenia AOEL wahały się od 40 do 80%.

Wnioski. Modelowanie komputerowe narażenia na pestycydy może stanowić praktyczne narzędzie do oceny zagrożeń dla zdrowia wynikających ze stosowania uszkodzonych opryskiwaczy rolniczych. Może także znaleźć zastosowanie przy opracowywaniu programów kontroli i systemów obsługi tego typu sprzętu.