Insektizid für den InnenbereichDas IRS-Sprühen ist eine wichtige Methode zur Eindämmung der vektorübertragenen Übertragung von Trypanosoma cruzi, dem Erreger der Chagas-Krankheit in weiten Teilen Südamerikas. Der Erfolg des IRS in der Region Grand Chaco, die Bolivien, Argentinien und Paraguay umfasst, kann jedoch nicht mit dem in anderen Ländern des südlichen Kegels mithalten.
In dieser Studie wurden routinemäßige IRS-Praktiken und die Qualitätskontrolle von Pestiziden in einer typischen endemischen Gemeinde im Chaco in Bolivien bewertet.
Der WirkstoffAlpha-Cypermethrin(ai) wurde auf Filterpapier an der Wandoberfläche des Sprühgeräts erfasst und in vorbereiteten Sprühtanklösungen mithilfe eines adaptierten Insecticide Quantitative Kits (IQK™), validiert für quantitative HPLC-Methoden, gemessen. Die Daten wurden mithilfe eines negativ-binomialen Regressionsmodells mit gemischten Effekten analysiert, um den Zusammenhang zwischen der auf dem Filterpapier aufgetragenen Insektizidkonzentration und der Höhe der Sprühwand, der Sprühabdeckung (Sprühfläche/Sprühzeit [m²/min]) sowie dem Verhältnis von beobachteter zu erwarteter Sprührate zu untersuchen. Unterschiede zwischen der Einhaltung der IRS-Anforderungen für leerstehende Häuser durch Gesundheitsdienstleister und Hausbesitzer wurden ebenfalls bewertet. Die Sinkgeschwindigkeit von Alpha-Cypermethrin nach dem Mischen in vorbereiteten Sprühtanks wurde im Labor quantifiziert.
Es wurden erhebliche Schwankungen bei den Alpha-Cypermethrin-AI-Konzentrationen beobachtet. Nur 10,4 % (50/480) der Filter und 8,8 % (5/57) der Häuser erreichten die Zielkonzentration von 50 mg ± 20 % AI/m². Die angegebenen Konzentrationen sind unabhängig von den Konzentrationen in den jeweiligen Sprühlösungen. Nach dem Mischen von Alpha-Cypermethrin-AI in der vorbereiteten Oberflächenlösung setzte sich der Sprühtank schnell ab, was zu einem linearen Verlust von Alpha-Cypermethrin-AI pro Minute und einem Verlust von 49 % nach 15 Minuten führte. Nur 7,5 % (6/80) der Häuser wurden mit der von der WHO empfohlenen Sprührate von 19 m²/min (± 10 %) behandelt, während 77,5 % (62/80) der Häuser mit einer niedrigeren Rate als erwartet behandelt wurden. Die durchschnittliche Konzentration des in das Haus abgegebenen Wirkstoffs hatte keine signifikante Beziehung zur beobachteten Sprühabdeckung. Die Einhaltung der Vorschriften durch die Haushalte hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Sprühabdeckung oder die durchschnittliche Cypermethrinkonzentration, die in die Haushalte gelangte.
Eine suboptimale IRS-Anwendung kann teilweise auf die physikalischen Eigenschaften von Pestiziden und die Notwendigkeit einer Überprüfung der Pestizidanwendungsmethoden zurückzuführen sein. Dies umfasst die Schulung von IRS-Teams und die Aufklärung der Öffentlichkeit zur Einhaltung der Vorschriften. IQK™ ist ein wichtiges, praxisorientiertes Tool, das die Qualität der IRS verbessert und die Schulung von Gesundheitsdienstleistern sowie die Entscheidungsfindung für Manager in der Chagas-Vektorkontrolle erleichtert.
Die Chagas-Krankheit wird durch eine Infektion mit dem Parasiten Trypanosoma cruzi (Kinetoplastid: Trypanosomatidae) verursacht, der bei Menschen und anderen Tieren eine Reihe von Krankheiten hervorruft. Beim Menschen tritt eine akute symptomatische Infektion Wochen bis Monate nach der Ansteckung auf und ist durch Fieber, Unwohlsein und Hepatosplenomegalie gekennzeichnet. Schätzungsweise 20–30 % der Infektionen entwickeln sich zu einer chronischen Form, am häufigsten zu einer Kardiomyopathie, die durch Reizleitungsdefekte, Herzrhythmusstörungen, linksventrikuläre Dysfunktion und schließlich Herzinsuffizienz sowie, seltener, Magen-Darm-Erkrankungen gekennzeichnet ist. Diese Erkrankungen können Jahrzehnte andauern und sind schwer zu behandeln [1]. Es gibt keine Impfung.
Die globale Belastung durch die Chagas-Krankheit wurde im Jahr 2017 auf 6,2 Millionen Menschen geschätzt, was 7.900 Todesfälle und 232.000 behinderungsbereinigte Lebensjahre (DALYs) für alle Altersgruppen zur Folge hatte [2,3,4]. Triatominus cruzi wird in ganz Mittel- und Südamerika sowie in Teilen des südlichen Nordamerikas durch Triatominus cruzi (Hemiptera: Reduviidae) übertragen und war 2010 für 30.000 (77 %) aller Neuerkrankungen in Lateinamerika verantwortlich [5]. Weitere Infektionswege in nicht-endemischen Regionen wie Europa und den USA sind die angeborene Übertragung und die Transfusion von infiziertem Blut. In Spanien beispielsweise gibt es etwa 67.500 Infektionsfälle unter lateinamerikanischen Einwanderern [6], was jährliche Kosten für das Gesundheitssystem in Höhe von 9,3 Millionen US-Dollar verursacht [7]. Zwischen 2004 und 2007 waren 3,4 % der schwangeren lateinamerikanischen Immigrantinnen, die in einem Krankenhaus in Barcelona untersucht wurden, seropositiv für Trypanosoma cruzi [8]. Daher sind Bemühungen zur Eindämmung der Vektorübertragung in endemischen Ländern von entscheidender Bedeutung, um die Krankheitslast in triatominen vektorfreien Ländern zu reduzieren [9]. Zu den aktuellen Kontrollmethoden gehören das Sprühen von Innenräumen (IRS) zur Reduzierung der Vektorpopulationen in und um Häuser, mütterliches Screening zur Identifizierung und Eliminierung angeborener Übertragungen, das Screening von Blut- und Organtransplantationsbanken sowie Aufklärungsprogramme [5,10,11,12].
Im südlichen Teil Südamerikas ist die pathogene Raubwanze der Hauptüberträger. Diese Art ist hauptsächlich endivorisch und pflanzenfressend und vermehrt sich weit verbreitet in Häusern und Tierställen. In schlecht gebauten Gebäuden beherbergen Risse in Wänden und Decken Raubwanzen, und der Befall in Haushalten ist besonders schwerwiegend [13, 14]. Die Southern Cone Initiative (INCOSUR) fördert koordinierte internationale Bemühungen zur Bekämpfung von Infektionen im Inland in Tri. IRS wird zum Nachweis pathogener Bakterien und anderer ortsspezifischer Erreger eingesetzt [15, 16]. Dies führte zu einer deutlichen Verringerung der Chagas-Krankheit und bestätigte anschließend durch die Weltgesundheitsorganisation, dass die vektorübertragene Übertragung in einigen Ländern (Uruguay, Chile, Teile Argentiniens und Brasiliens) eliminiert wurde [10, 15].
Trotz des Erfolgs von INCOSUR ist der Vektor Trypanosoma cruzi weiterhin in der Region Gran Chaco in den USA verbreitet, einem saisonal trockenen Waldökosystem, das sich über 1,3 Millionen Quadratkilometer entlang der Grenzen von Bolivien, Argentinien und Paraguay erstreckt [10]. Die Bewohner dieser Region gehören zu den am stärksten marginalisierten Gruppen und leben in extremer Armut mit eingeschränktem Zugang zur Gesundheitsversorgung [17]. Die Inzidenz von T. cruzi-Infektionen und Vektorübertragungen gehört in diesen Gemeinden zu den höchsten weltweit [5,18,19,20]; 26–72 % der Haushalte sind von Trypanosomatiden befallen. Trypanosoma cruzi wird von pathogenen Bakterien infizieren [22, 23]. Die Mehrheit (>93 %) aller Fälle der vektorübertragenen Chagas-Krankheit in der Region des Südkegels tritt in Bolivien auf [5].
IRS ist derzeit die einzige allgemein anerkannte Methode zur Reduzierung von Triacin beim Menschen. infestans ist eine historisch erprobte Strategie zur Verringerung der Belastung durch mehrere durch Vektoren übertragene Krankheiten [24, 25]. Der Anteil der mit Triacin infestans infizierten Häuser im Dorf (Infektionsindex) ist ein wichtiger Indikator, der von den Gesundheitsbehörden verwendet wird, um Entscheidungen über den IRS-Einsatz zu treffen und, was wichtig ist, die Behandlung chronisch infizierter Kinder ohne das Risiko einer erneuten Infektion zu rechtfertigen [16,26,27,28,29]. Die Wirksamkeit von IRS und die Persistenz der Vektorübertragung in der Chaco-Region werden von mehreren Faktoren beeinflusst: mangelhafte Bauqualität [19, 21], suboptimale IRS-Implementierung und Methoden zur Überwachung des Befalls [30], Unsicherheit in der Bevölkerung hinsichtlich der IRS-Anforderungen, geringe Compliance [31], kurze Restaktivität von Pestizidformulierungen [32, 33] und Triacin hat eine verringerte Resistenz und/oder Empfindlichkeit gegenüber Insektiziden [22, 34].
Synthetische Pyrethroid-Insektizide werden häufig bei IRS eingesetzt, da sie für empfindliche Populationen von Raubwanzen tödlich sind. In niedrigen Konzentrationen wurden Pyrethroid-Insektizide auch als Reizmittel eingesetzt, um Vektoren zu Überwachungszwecken aus Mauerrissen zu spülen [35]. Die Forschung zur Qualitätskontrolle von IRS-Praktiken ist begrenzt, aber anderswo wurde gezeigt, dass die Konzentrationen der in Haushalte eingebrachten Pestizidwirkstoffe (AIs) erheblich schwanken und die Werte oft unterhalb des effektiven Zielkonzentrationsbereichs liegen [33,36,37,38]. Ein Grund für den Mangel an Qualitätskontrollforschung ist, dass die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), der Goldstandard zur Messung der Wirkstoffkonzentration in Pestiziden, technisch komplex, teuer und oft nicht für weit verbreitete Erkrankungen in der Gesellschaft geeignet ist. Jüngste Fortschritte in der Labordiagnostik bieten nun alternative und relativ kostengünstige Methoden zur Bewertung der Pestizidverabreichung und IRS-Praktiken [39, 40].
Ziel dieser Studie war es, Veränderungen der Pestizidkonzentrationen während routinemäßiger IRS-Kampagnen gegen Tri. Phytophthora infestans an Kartoffeln in der Chaco-Region, Bolivien, zu messen. Die Konzentrationen der Pestizidwirkstoffe wurden in in Sprühtanks hergestellten Formulierungen und in in Sprühkammern gesammelten Filterpapierproben gemessen. Faktoren, die die Freisetzung von Pestiziden in Haushalte beeinflussen können, wurden ebenfalls untersucht. Zu diesem Zweck verwendeten wir eine chemisch-kolorimetrische Methode, um die Pyrethroidkonzentration in diesen Proben zu quantifizieren.
Die Studie wurde in Itanambicua, Gemeinde Camili, Departement Santa Cruz, Bolivien (20°1′5.94″ S; 63°30′41″ W) durchgeführt (Abb. 1). Diese Region ist Teil des Gran Chaco in den USA und ist durch saisonal trockene Wälder mit Temperaturen von 0 bis 49 °C und Niederschlagsmengen von 500 bis 1000 mm/Jahr gekennzeichnet [41]. Itanambicua ist eine von 19 Guaraní-Gemeinden in der Stadt, wo etwa 1.200 Einwohner in 220 Häusern leben, die überwiegend aus Solarziegeln (Adobe), traditionellen Zäunen und Tabiques (lokal als Tabique bekannt), Holz oder Mischungen dieser Materialien gebaut sind. Weitere Gebäude und Strukturen in der Nähe der Häuser sind Tierställe, Lagerräume, Küchen und Toiletten, die aus ähnlichen Materialien gebaut sind. Die lokale Wirtschaft basiert auf Subsistenzlandwirtschaft, hauptsächlich mit Mais und Erdnüssen, sowie der Kleintierhaltung von Geflügel, Schweinen, Ziegen, Enten und Fisch. Überschüsse aus der heimischen Produktion werden in der ca. 12 km entfernten Marktstadt Kamili verkauft. Die Stadt Kamili bietet der Bevölkerung zudem zahlreiche Arbeitsplätze, vor allem im Baugewerbe und im Dienstleistungssektor.
In der vorliegenden Studie betrug die T. cruzi-Infektionsrate unter Itanambiqua-Kindern (2–15 Jahre) 20 % [20]. Dies entspricht der Seroprävalenz der Infektion unter Kindern in der benachbarten Gemeinde Guarani, wo ebenfalls eine mit zunehmendem Alter steigende Prävalenz zu verzeichnen war. Die überwiegende Mehrheit der Einwohner über 30 Jahre war infiziert [19]. Die Vektorübertragung gilt als Hauptinfektionsweg in diesen Gemeinden, wobei Tri der Hauptvektor ist. Infestans dringen in Häuser und Nebengebäude ein [21, 22].
Die neu gewählte Gesundheitsbehörde der Gemeinde war vor dieser Studie nicht in der Lage, Berichte über die Aktivitäten des IRS in Itanambicua vorzulegen. Berichte aus den umliegenden Gemeinden zeigen jedoch deutlich, dass die IRS-Einsätze in der Gemeinde seit dem Jahr 2000 nur noch sporadisch stattfinden und dass im Jahr 2003 eine allgemeine Besprühung mit 20%igem Beta-Cypermethrin durchgeführt wurde, gefolgt von einer konzentrierten Besprühung befallener Häuser von 2005 bis 2009 [22] und einer systematischen Besprühung von 2009 bis 2011 [19].
In dieser Gemeinde wurde die IRS von drei in der Gemeinde geschulten Gesundheitsexperten unter Verwendung einer 20%igen Formulierung eines Alpha-Cypermethrin-Suspensionskonzentrats [SC] (Alphamost®, Hockley International Ltd., Manchester, UK) durchgeführt. Das Insektizid wurde mit einer Zielabgabekonzentration von 50 mg ai/m2 gemäß den Anforderungen des Chagas-Krankheitskontrollprogramms der Verwaltungsbehörde von Santa Cruz (Servicio Departamental de Salud-SEDES) formuliert. Die Insektizide wurden mit einem Guarany®-Rückensprüher (Guarany Indústria e Comércio Ltda, Itu, São Paulo, Brasilien) mit einem effektiven Fassungsvermögen von 8,5 l (Tankcode: 0441.20) ausgebracht, der mit einer Flachsprühdüse und einer nominalen Durchflussrate von 757 ml/min ausgestattet war und bei einem Standardflaschendruck von 280 kPa einen Strahl mit einem Winkel von 80° erzeugte. Reinigungskräfte mischten auch Aerosoldosen und besprühten Häuser. Die Arbeiter wurden zuvor vom örtlichen Gesundheitsamt in der Vorbereitung und Auslieferung von Pestiziden sowie im Versprühen von Innen- und Außenwänden von Häusern geschult. Ihnen wird außerdem empfohlen, die Bewohner dazu aufzufordern, mindestens 24 Stunden vor dem Einsatz des IRS alle Gegenstände aus dem Haus zu entfernen, einschließlich Möbel (außer Bettgestellen), um ihnen den Zugang zum Inneren des Hauses zum Sprühen zu ermöglichen. Die Einhaltung dieser Vorgabe wird wie unten beschrieben gemessen. Den Bewohnern wird außerdem empfohlen, zu warten, bis die gestrichenen Wände trocken sind, bevor sie das Haus wieder betreten, wie empfohlen [42].
Um die Konzentration von Lambda-Cypermethrin AI zu quantifizieren, die in die Häuser gelangte, brachten die Forscher Filterpapier (Whatman Nr. 1; 55 mm Durchmesser) an den Wänden von 57 Häusern vor dem IRS an. Betroffen waren alle Häuser, die zu diesem Zeitpunkt IRS erhielten (25/25 Häuser im November 2016 und 32/32 Häuser im Januar-Februar 2017). Darunter waren 52 Lehmhäuser und 5 Tabik-Häuser. In jedem Haus wurden acht bis neun Stücke Filterpapier angebracht, verteilt auf drei Wandhöhen (0,2, 1,2 und 2 m über dem Boden), wobei jede der drei Wände gegen den Uhrzeigersinn ausgewählt wurde, beginnend von der Haupttür. So entstanden drei Replikate auf jeder Wandhöhe, wie zur Überwachung der wirksamen Pestizidabgabe empfohlen [43]. Unmittelbar nach der Anwendung des Insektizids sammelten die Forscher das Filterpapier ein und trockneten es geschützt vor direkter Sonneneinstrahlung. Nach dem Trocknen wurde das Filterpapier mit durchsichtigem Klebeband umwickelt, um das Insektizid auf der beschichteten Oberfläche zu schützen und zu fixieren. Anschließend wurde es in Aluminiumfolie eingewickelt und bis zur Testung bei 7 °C gelagert. Von den insgesamt 513 gesammelten Filterpapieren standen 480 von 57 Häusern für den Test zur Verfügung, d. h. 8–9 Filterpapiere pro Haus. Die Testproben umfassten 437 Filterpapiere aus 52 Lehmhäusern und 43 Filterpapiere aus 5 Tabik-Häusern. Die Stichprobe ist proportional zur relativen Verbreitung der Wohnformen in der Gemeinde (76,2 % [138/181] Lehmhäuser und 11,6 % [21/181] Tabika-Häuser), die in den Haus-zu-Haus-Befragungen dieser Studie erfasst wurden. Die Filterpapieranalyse mit dem Insecticide Quantification Kit (IQK™) und ihre Validierung mittels HPLC sind in Zusatzdatei 1 beschrieben. Die Ziel-Pestizidkonzentration beträgt 50 mg ai/m2, was eine Toleranz von ± 20 % (d. h. 40–60 mg ai/m2) ermöglicht.
Die quantitative Konzentration von AI wurde in 29 von medizinischem Personal vorbereiteten Behältern bestimmt. Wir entnahmen Proben aus 1–4 vorbereiteten Behältern pro Tag, wobei über einen Zeitraum von 18 Tagen durchschnittlich 1,5 (Bereich: 1–4) Behälter pro Tag vorbereitet wurden. Die Probenahmesequenz entsprach der von medizinischem Personal im November 2016 und Januar 2017 verwendeten Probenahmesequenz. Täglicher Fortschritt von Januar bis Februar. Unmittelbar nach gründlichem Mischen der Zusammensetzung wurden 2 ml Lösung von der Oberfläche des Inhalts entnommen. Die 2-ml-Probe wurde dann im Labor 5 Minuten lang durch Vortexen gemischt, bevor zwei 5,2-μl-Teilproben entnommen und wie beschrieben mit IQK™ getestet wurden (siehe Zusatzdatei 1).
Die Ablagerungsraten des Insektizidwirkstoffs wurden in vier speziell ausgewählten Sprühtanks gemessen, um die anfänglichen (Null-)Wirkstoffkonzentrationen innerhalb des oberen, unteren und Zielbereichs darzustellen. Nach 15-minütigem Mischen wurden im Abstand von einer Minute drei 5,2-µl-Proben von der Oberflächenschicht jeder 2-ml-Vortexprobe entnommen. Die Ziellösungskonzentration im Tank beträgt 1,2 mg Wirkstoff/ml ± 20 % (d. h. 0,96–1,44 mg Wirkstoff/ml), was dem Erreichen der oben beschriebenen Zielkonzentration auf dem Filterpapier entspricht.
Um den Zusammenhang zwischen Pestizidsprühaktivitäten und Pestizidabgabe zu verstehen, begleitete ein Forscher (RG) zwei lokale Gesundheitshelfer des IRS bei Routineeinsätzen des IRS zu 87 Haushalten (die 57 oben als Stichprobe genommenen Haushalte und 30 der 43 Haushalte, die mit Pestiziden besprüht wurden). März 2016). Dreizehn dieser 43 Haushalte wurden von der Analyse ausgeschlossen: Sechs Eigentümer weigerten sich, und sieben Haushalte wurden nur teilweise behandelt. Die gesamte zu besprühende Oberfläche (Quadratmeter) innerhalb und außerhalb des Hauses wurde detailliert gemessen, und die Gesamtzeit, die die Gesundheitshelfer mit Sprühen verbrachten (Minuten), wurde heimlich aufgezeichnet. Diese Eingabedaten werden verwendet, um die Sprührate zu berechnen, definiert als besprühte Oberfläche pro Minute (m2/min). Aus diesen Daten kann auch das beobachtete/erwartete Sprühverhältnis als relatives Maß berechnet werden, wobei die empfohlene erwartete Sprührate 19 m2/min ± 10 % für die Spezifikationen der Sprühgeräte beträgt [44]. Für das beobachtete/erwartete Verhältnis beträgt der Toleranzbereich 1 ± 10 % (0,8–1,2).
Wie bereits erwähnt, waren die Wände von 57 Häusern mit Filterpapier ausgestattet. Um zu prüfen, ob die sichtbare Präsenz von Filterpapier die Sprühraten der Reinigungskräfte beeinflusste, wurden die Sprühraten in diesen 57 Häusern mit den Sprühraten in 30 Häusern verglichen, die im März 2016 ohne Filterpapier behandelt wurden. Die Pestizidkonzentrationen wurden nur in den mit Filterpapier ausgestatteten Häusern gemessen.
Es wurde dokumentiert, dass die Bewohner von 55 Häusern die vorherigen Reinigungsvorschriften des IRS einhielten, darunter 30 Häuser, die im März 2016 und 25 Häuser, die im November 2016 besprüht wurden. 0–2 (0 = alle oder die meisten Gegenstände verbleiben im Haus; 1 = die meisten Gegenstände werden entfernt; 2 = Haus wird vollständig geräumt). Der Einfluss der Einhaltung der Vorschriften durch die Eigentümer auf die Sprühmengen und die Konzentration des Moxa-Insektizids wurde untersucht.
Die statistische Teststärke wurde berechnet, um signifikante Abweichungen von den erwarteten Konzentrationen von Alpha-Cypermethrin, das auf Filterpapier aufgetragen wurde, zu erkennen und um signifikante Unterschiede bei den Insektizidkonzentrationen und Sprühraten zwischen kategorisch gepaarten Häusergruppen festzustellen. Die minimale statistische Teststärke (α = 0,05) wurde für die zu Beginn festgelegte Mindestanzahl von Haushalten berechnet, aus denen für jede kategorische Gruppe eine Stichprobe entnommen wurde (d. h. feste Stichprobengröße). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Vergleich der durchschnittlichen Pestizidkonzentrationen in einer Stichprobe von 17 ausgewählten Grundstücken (die als nicht konforme Eigentümer eingestuft wurden) eine Teststärke von 98,5 % hatte, um eine 20-prozentige Abweichung von der erwarteten durchschnittlichen Zielkonzentration von 50 mg ai/m2 zu erkennen, wobei die Varianz (SD = 10) basierend auf an anderer Stelle veröffentlichten Beobachtungen überschätzt wird [37, 38]. Vergleich der Insektizidkonzentrationen in für Haushalte ausgewählten Aerosoldosen für gleiche Wirksamkeit (n = 21) > 90 %
Der Vergleich zweier Proben der durchschnittlichen Pestizidkonzentrationen in n = 10 und n = 12 Ställen bzw. der durchschnittlichen Sprühraten in n = 12 und n = 23 Ställen ergab statistische Powers von 66,2 % bzw. 86,2 % für die Erkennung. Die erwarteten Werte für eine Differenz von 20 % sind 50 mg ai/m2 bzw. 19 m2/min. Konservativ wurde angenommen, dass es in jeder Gruppe große Varianzen bei der Sprührate (SD = 3,5) und der Insektizidkonzentration (SD = 10) geben würde. Die statistische Power lag bei >90 % für äquivalente Vergleiche der Sprühraten zwischen Ställen mit Filterpapier (n = 57) und Ställen ohne Filterpapier (n = 30). Alle Power-Berechnungen wurden mit dem Programm SAMPSI in der Software STATA v15.0 durchgeführt [45].
Im Haus gesammelte Filterpapiere wurden untersucht, indem die Daten an ein multivariates negatives Binomialmodell mit gemischten Effekten (MENBREG-Programm in STATA v.15.0) angepasst wurden, wobei die Lage der Wände innerhalb des Hauses (drei Ebenen) als Zufallseffekt galt. Betastrahlungskonzentration. -Cypermethrin io. Modelle wurden verwendet, um Änderungen zu testen, die mit der Wandhöhe des Zerstäubers (drei Ebenen), der Vernebelungsrate (m2/min), dem Einreichungsdatum beim IRS und dem Status des Gesundheitsdienstleisters (zwei Ebenen) verbunden sind. Ein verallgemeinertes lineares Modell (GLM) wurde verwendet, um die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Konzentration von Alpha-Cypermethrin auf dem an jedes Haus gelieferten Filterpapier und der Konzentration in der entsprechenden Lösung im Sprühtank zu testen. Die Sedimentation der Pestizidkonzentration in der Sprühtanklösung im Zeitverlauf wurde auf ähnliche Weise untersucht, indem der Anfangswert (Zeitpunkt Null) als Modell-Offset einbezogen und der Interaktionsterm Tank-ID × Zeit (Tage) getestet wurde. Ausreißerdatenpunkte x werden durch Anwendung der Standard-Tukey-Randregel identifiziert, wobei x < Q1 – 1,5 × IQR oder x > Q3 + 1,5 × IQR. Wie angegeben wurden die Sprühraten für sieben Häuser und die mittlere Insektizid-KI-Konzentration für ein Haus von der statistischen Analyse ausgeschlossen.
Die Genauigkeit der chemischen Quantifizierung der Alpha-Cypermethrin-Konzentration mit ai IQK™ wurde durch den Vergleich der Werte von 27 Filterpapierproben aus drei Geflügelställen bestätigt, die mit IQK™ und HPLC (Goldstandard) getestet wurden. Die Ergebnisse zeigten eine starke Korrelation (r = 0,93; p < 0,001) (Abb. 2).
Korrelation der Alpha-Cypermethrin-Konzentrationen in Filterpapierproben, die aus Geflügelställen nach IRS gesammelt und mittels HPLC und IQK™ quantifiziert wurden (n = 27 Filterpapiere aus drei Geflügelställen)
IQK™ wurde an 480 Filterpapieren aus 57 Geflügelställen getestet. Der Alpha-Cypermethrin-Gehalt auf dem Filterpapier lag zwischen 0,19 und 105,0 mg ai/m² (Median 17,6, IQR: 11,06–29,78). Davon lagen nur 10,4 % (50/480) innerhalb des Zielkonzentrationsbereichs von 40–60 mg ai/m² (Abb. 3). Die Mehrheit der Proben (84,0 % (403/480)) enthielt 60 mg ai/m². Der Unterschied in der geschätzten Mediankonzentration pro Stall für die 8–9 pro Stall gesammelten Testfilter betrug eine Größenordnung und lag im Mittel bei 19,6 mg ai/m² (IQR: 11,76–28,32, Bereich: 0,60–67,45). Nur 8,8 % (5/57) der Standorte wiesen die erwarteten Pestizidkonzentrationen auf; 89,5 % (51/57) lagen unterhalb der Grenzwerte des Zielbereichs und 1,8 % (1/57) lagen oberhalb der Grenzwerte des Zielbereichs (Abb. 4).
Häufigkeitsverteilung der Alpha-Cypermethrin-Konzentrationen auf Filtern aus IRS-behandelten Haushalten (n = 57 Haushalte). Die vertikale Linie stellt den Zielkonzentrationsbereich von Cypermethrin ai dar (50 mg ± 20 % ai/m²).
Mediane Konzentration von Beta-Cypermethrin av auf 8–9 Filterpapieren pro Haushalt, gesammelt in IRS-verarbeiteten Haushalten (n = 57 Haushalte). Die horizontale Linie stellt den Zielkonzentrationsbereich von Alpha-Cypermethrin ai dar (50 mg ± 20 % ai/m²). Fehlerbalken stellen die Unter- und Obergrenzen benachbarter Medianwerte dar.
Die Mediankonzentrationen der Filter mit Wandhöhen von 0,2, 1,2 und 2,0 m betrugen 17,7 mg ai/m² (IQR: 10,70–34,26), 17,3 mg ai/m² (IQR: 11,43–26,91) und 17,6 mg ai/m² (IQR: 10,85–31,37) (siehe Zusatzdatei 2). Unter Berücksichtigung des IRS-Datums ergab das gemischte Effektmodell weder einen signifikanten Konzentrationsunterschied zwischen den Wandhöhen (z < 1,83, p > 0,067) noch signifikante Änderungen nach Sprühdatum (z = 1,84, p = 0,070). Die Mediankonzentration der 5 Lehmhäuser unterschied sich nicht von der Mediankonzentration der 52 Lehmhäuser (z = 0,13; p = 0,89).
Die AI-Konzentrationen in 29 unabhängig voneinander hergestellten Guarany®-Aerosoldosen, die vor der IRS-Anwendung beprobt wurden, variierten um 12,1 % von 0,16 mg AI/ml bis 1,9 mg AI/ml pro Dose (Abbildung 5). Nur 6,9 % (2/29) der Aerosoldosen enthielten AI-Konzentrationen im Zieldosisbereich von 0,96–1,44 mg AI/ml, und 3,5 % (1/29) der Aerosoldosen enthielten AI-Konzentrationen über 1,44 mg AI/ml.
Die durchschnittlichen Konzentrationen von Alpha-Cypermethrin-AI wurden in 29 Sprühformulierungen gemessen. Die horizontale Linie stellt die empfohlene AI-Konzentration für Aerosoldosen (0,96–1,44 mg/ml) dar, um den Zielkonzentrationsbereich von 40–60 mg/m² im Geflügelstall zu erreichen.
Von den 29 untersuchten Aerosoldosen entsprachen 21 21 Häusern. Die mittlere Konzentration der an das Haus abgegebenen ai stand in keinem Zusammenhang mit der Konzentration in den einzelnen Sprühtanks, mit denen das Haus behandelt wurde (z = -0,94, p = 0,345), was sich in der niedrigen Korrelation (rSp2 = -0,02) widerspiegelte (Abb. 6).
Korrelation zwischen der Beta-Cypermethrin-AI-Konzentration auf 8–9 Filterpapieren, die aus mit IRS behandelten Häusern gesammelt wurden, und der AI-Konzentration in selbst hergestellten Sprühlösungen, die zur Behandlung jedes Hauses verwendet wurden (n = 21)
Die Konzentration von AI in den Oberflächenlösungen von vier Sprühgeräten, die unmittelbar nach dem Schütteln (Zeitpunkt 0) gesammelt wurden, variierte um 3,3 (0,68–2,22 mg AI/ml) (Abb. 7). Für einen Tank lagen die Werte innerhalb des Zielbereichs, für einen Tank lagen die Werte über dem Zielwert, für die beiden anderen Tanks lagen die Werte unter dem Zielwert; die Pestizidkonzentrationen sanken dann während der anschließenden 15-minütigen Nachprobenahme in allen vier Pools signifikant ab (b = −0,018 bis −0,084; z > 5,58; p < 0,001). Bei Betrachtung der individuellen Tankausgangswerte war der Interaktionsterm Tank-ID x Zeit (Minuten) nicht signifikant (z = -1,52; p = 0,127). In den vier Pools betrug der durchschnittliche Verlust an mg ai/ml Insektizid 3,3 % pro Minute (95 % CL 5,25, 1,71) und erreichte nach 15 Minuten 49,0 % (95 % CL 25,69, 78,68) (Abb. 7).
Nach gründlichem Mischen der Lösungen in den Tanks wurde die Niederschlagsrate von Alpha-Cypermethrin ai in vier Sprühtanks im Abstand von einer Minute über 15 Minuten gemessen. Die Linie, die die Daten am besten widerspiegelt, wird für jeden Tank angezeigt. Die Beobachtungen (Punkte) stellen den Median von drei Teilproben dar.
Die durchschnittliche Wandfläche pro Haus für eine mögliche IRS-Behandlung betrug 128 m² (IQR: 99,0–210,0, Bereich: 49,1–480,0), und die durchschnittliche Zeit, die das medizinische Personal dafür aufwendete, betrug 12 Minuten (IQR: 8,2–17,5, Bereich: 1,5–36,6). ) jedes Haus wurde besprüht (n = 87). Die in diesen Geflügelställen beobachtete Sprühabdeckung lag zwischen 3,0 und 72,7 m²/min (Median: 11,1; IQR: 7,90–18,00) (Abbildung 8). Ausreißer wurden ausgeschlossen, und die Sprühraten wurden mit dem von der WHO empfohlenen Sprühratenbereich von 19 m²/min ± 10 % (17,1–20,9 m²/min) verglichen. Nur 7,5 % (6/80) der Häuser lagen in diesem Bereich; 77,5 % (62/80) lagen im unteren Bereich und 15,0 % (12/80) im oberen Bereich. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Konzentration des an Haushalte abgegebenen AI und der beobachteten Sprühabdeckung festgestellt werden (z = -1,59, p = 0,111, n = 52 Haushalte).
Beobachtete Sprührate (min/m²) in mit IRS behandelten Geflügelställen (n = 87). Die Referenzlinie stellt den erwarteten Toleranzbereich der Sprührate von 19 m²/min (±10 %) dar, der gemäß den Spezifikationen der Sprühtankausrüstung empfohlen wird.
Bei 80 % der 80 Häuser lag das beobachtete/erwartete Verhältnis der Spritzbedeckung außerhalb des Toleranzbereichs von 1 ± 10 %, wobei 71,3 % (57/80) der Häuser darunter, 11,3 % (9/80) darüber und 16 Häuser innerhalb des Toleranzbereichs lagen. Die Häufigkeitsverteilung der beobachteten/erwarteten Verhältniswerte ist in Zusatzdatei 3 dargestellt.
Es gab einen signifikanten Unterschied in der mittleren Vernebelungsrate zwischen den beiden medizinischen Fachkräften, die routinemäßig IRS durchführten: 9,7 m2/min (IQR: 6,58–14,85, n = 68) gegenüber 15,5 m2/min (IQR: 13,07–21,17, n = 12). (z = 2,45, p = 0,014, n = 80) (wie in Zusatzdatei 4A gezeigt) und beobachtetes/erwartetes Sprühratenverhältnis (z = 2,58, p = 0,010) (wie in Zusatzdatei 4B gezeigt).
Abgesehen von abnormalen Bedingungen besprühte nur ein Gesundheitsmitarbeiter 54 Häuser, in denen Filterpapier installiert war. Die mittlere Sprührate in diesen Häusern betrug 9,23 m2/min (IQR: 6,57–13,80) im Vergleich zu 15,4 m2/min (IQR: 10,40–18,67) in den 26 Häusern ohne Filterpapier (z = -2,38, p = 0,017).
Die Einhaltung der Verpflichtung, für IRS-Lieferungen ihre Häuser zu räumen, war bei den Haushalten unterschiedlich: 30,9 % (17/55) räumten ihre Häuser nicht teilweise und 27,3 % (15/55) räumten ihre Häuser nicht vollständig bzw. verwüsteten ihre Häuser.
Die beobachteten Sprühwerte in nicht leeren Ställen (17,5 m2/min, IQR: 11,00–22,50) waren im Allgemeinen höher als in halb leeren Ställen (14,8 m2/min, IQR: 10,29–18,00) und völlig leeren Ställen (11,7 m2/min, IQR: 7,86–15,36), aber der Unterschied war nicht signifikant (z > -1,58; p > 0,114, n = 48) (siehe Zusatzdatei 5A). Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn Änderungen berücksichtigt wurden, die mit dem Vorhandensein oder Fehlen von Filterpapier verbunden waren, was im Modell keine signifikante Kovariate darstellte.
In den drei Gruppen unterschied sich die zum Besprühen der Häuser erforderliche absolute Zeit nicht (z < -1,90; p > 0,057), die mittlere Grundfläche jedoch sehr wohl: völlig leere Häuser (104 m² [IQR: 60,0–169, 0 m²]) sind statistisch kleiner als nicht leere Häuser (224 m² [IQR: 174,0–284,0 m²]) und halb leere Häuser (132 m² [IQR: 108,0–384,0 m²]) (z > 2,17; p < 0,031, n = 48). Völlig leere Häuser sind etwa halb so groß (Fläche) wie Häuser, die nicht leer oder halb leer stehen.
Für die relativ kleine Anzahl von Haushalten (n = 25), die sowohl Konformitäts- als auch Pestizid-AI-Daten angaben, gab es keine Unterschiede in den durchschnittlichen AI-Konzentrationen, die den Haushalten zwischen diesen Konformitätskategorien zugeführt wurden (z < 0,93, p > 0,351), wie in Zusatzdatei 5B angegeben. Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Vorhandensein/Fehlen von Filterpapier und die beobachtete Sprühabdeckung (n = 22) kontrolliert wurden.
Diese Studie untersucht IRS-Praktiken und -Verfahren in einer typischen ländlichen Gemeinde im bolivianischen Gran Chaco, einem Gebiet mit einer langen Geschichte der Vektorübertragung [20]. Die Konzentration von Alpha-Cypermethrin ai, die während routinemäßiger IRS verabreicht wurde, variierte erheblich zwischen Häusern, zwischen einzelnen Filtern innerhalb des Hauses und zwischen einzelnen Sprühtanks, die auf die gleiche abgegebene Konzentration von 50 mg ai/m² vorbereitet wurden. Nur 8,8 % der Häuser (10,4 % der Filter) wiesen Konzentrationen innerhalb des Zielbereichs von 40–60 mg ai/m² auf, während die Mehrheit (89,5 % bzw. 84 %) Konzentrationen unterhalb des zulässigen unteren Grenzwertes aufwies.
Ein potenzieller Faktor für eine suboptimale Abgabe von Alpha-Cypermethrin im Haushalt ist eine ungenaue Verdünnung der Pestizide und inkonsistente Mengen der in den Sprühtanks zubereiteten Suspension [38, 46]. In der vorliegenden Studie bestätigten die Beobachtungen der Forscher an im Gesundheitswesen tätigen Mitarbeitern, dass diese die Rezepte zur Pestizidzubereitung befolgten und von SEDES darin geschult wurden, die Lösung nach der Verdünnung im Sprühtank kräftig umzurühren. Die Analyse des Behälterinhalts zeigte jedoch, dass die AI-Konzentration um den Faktor 12 variierte, wobei nur 6,9 % (2/29) der getesteten Behälterlösungen innerhalb des Zielbereichs lagen; zur weiteren Untersuchung wurden die Lösungen auf der Oberfläche des Sprühtanks unter Laborbedingungen quantifiziert. Dies zeigt eine lineare Abnahme der Alpha-Cypermethrin-AI von 3,3 % pro Minute nach dem Mischen und einen kumulativen AI-Verlust von 49 % nach 15 Minuten (95 % CL 25,7, 78,7). Hohe Sedimentationsraten aufgrund der Aggregation von Pestizidsuspensionen, die beim Verdünnen von Spritzpulverformulierungen (WP) entstehen, sind nicht ungewöhnlich (z. B. DDT [37, 47]), und die vorliegende Studie zeigt dies weiter für SA-Pyrethroidformulierungen. Suspensionskonzentrate werden häufig in IRS verwendet und wie bei allen Insektizidpräparaten hängt ihre physikalische Stabilität von vielen Faktoren ab, insbesondere von der Partikelgröße des Wirkstoffs und anderer Inhaltsstoffe. Die Sedimentation kann auch durch die Gesamthärte des zur Herstellung der Aufschlämmung verwendeten Wassers beeinflusst werden, ein Faktor, der im Feld schwer zu kontrollieren ist. An diesem Untersuchungsstandort beispielsweise ist der Zugang zu Wasser auf lokale Flüsse beschränkt, die jahreszeitliche Schwankungen in Durchflussmenge und suspendierten Bodenpartikeln aufweisen. Methoden zur Überwachung der physikalischen Stabilität von SA-Zusammensetzungen werden derzeit erforscht [48]. Subkutane Medikamente wurden jedoch in anderen Teilen Lateinamerikas erfolgreich zur Verringerung von Haushaltsinfektionen mit tripathogenen Bakterien eingesetzt [49].
Auch in anderen Vektorkontrollprogrammen wurde über unzureichende Insektizidformulierungen berichtet. So überwachten beispielsweise in einem Programm zur Bekämpfung der viszeralen Leishmaniose in Indien nur 29 % von 51 Sprühgruppen die korrekte Zubereitung und Mischung der DDT-Lösungen, und keine befüllte die Sprühbehälter wie empfohlen [50]. Eine Untersuchung von Dörfern in Bangladesch zeigte einen ähnlichen Trend: Nur 42–43 % der IRS-Abteilungsteams bereiteten Insektizide vor und befüllten die Kanister gemäß Protokoll, während es in einem Unterbezirk sogar nur 7,7 % waren [46].
Die beobachteten Veränderungen der in Haushalte eingetragenen AI-Konzentration sind ebenfalls nicht einzigartig. In Indien erhielten nur 7,3 % (41 von 560) der behandelten Haushalte die Zielkonzentration DDT, wobei die Unterschiede innerhalb und zwischen den Haushalten gleichermaßen groß waren [37]. In Nepal absorbierte Filterpapier durchschnittlich 1,74 mg AI/m² (Bereich: 0,0–17,5 mg/m²), was nur 7 % der Zielkonzentration (25 mg AI/m²) entspricht [38]. HPLC-Analysen von Filterpapier zeigten große Unterschiede in den Deltamethrin-AI-Konzentrationen an Hauswänden in Chaco, Paraguay: von 12,8–51,2 mg AI/m² bis 4,6–61,0 mg AI/m² auf Dächern [33]. In Tupiza, Bolivien, meldete das Chagas-Kontrollprogramm die Eintragung von Deltamethrin in fünf Haushalte in Konzentrationen von 0,0–59,6 mg/m², quantifiziert durch HPLC [36].
Veröffentlichungszeit: 16. April 2024