Insektizid für den InnenbereichDas IRS-Sprühen ist eine wichtige Methode zur Reduzierung 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 aufgefangen, das an der Wandoberfläche des Sprühgeräts angebracht war, und in vorbereiteten Sprühtanklösungen mithilfe eines angepassten Insecticide Quantitative Kit (IQK™) gemessen, das für quantitative HPLC-Methoden validiert wurde. Die Daten wurden mithilfe eines negativen binomialen Regressionsmodells mit gemischten Effekten analysiert, um die Beziehung zwischen der auf das Filterpapier aufgetragenen Insektizidkonzentration und der Sprühwandhöhe, der Sprühabdeckung (Sprühoberfläche/Sprühzeit [m2/min]) und 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 Absetzrate 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 stand in keinem signifikanten Zusammenhang mit der beobachteten Sprühabdeckung. Die Einhaltung der Vorschriften durch die Haushalte hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Sprühabdeckung oder die durchschnittliche Konzentration des in den Haushalten abgegebenen Cypermethrins.
Eine suboptimale IRS-Verabreichung kann teilweise auf die physikalischen Eigenschaften von Pestiziden und die Notwendigkeit einer Überprüfung der Pestizid-Verabreichungsmethoden zurückzuführen sein, einschließlich der Schulung von IRS-Teams und der Aufklärung der Öffentlichkeit zur Förderung der 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 Wochen bis Monate nach der Ansteckung eine akute symptomatische Infektion auf, die durch Fieber, Unwohlsein und Hepatosplenomegalie gekennzeichnet ist. Schätzungsweise 20–30 % der Infektionen entwickeln sich zu einer chronischen Form, am häufigsten zu einer Kardiomyopathie, die durch Reizleitungsstörungen, 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. Sie führte zu 7.900 Todesfällen und 232.000 behinderungsbereinigten Lebensjahren (DALYs) für alle Altersgruppen [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 im Jahr 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 infizierten Blutes. In Spanien beispielsweise gibt es rund 67.500 Infektionsfälle unter lateinamerikanischen Einwanderern [6], was zu jährlichen Kosten für das Gesundheitssystem in Höhe von 9,3 Millionen US-Dollar führt [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 Vektor-freien Ländern zu reduzieren [9]. Zu den aktuellen Kontrollmethoden gehören das Sprühen von Innenraumviren (IRS) zur Reduzierung der Vektorpopulationen in und um Häuser, mütterliche Screenings zur Identifizierung und Eliminierung angeborener Übertragungen, Screenings von Blut- und Organtransplantationsbanken sowie Aufklärungsprogramme [5,10,11,12].
Im südlichen Kegel 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. Verwenden Sie IRS, um pathogene Bakterien und andere ortsspezifische Erreger zu erkennen [15, 16]. Dies führte zu einer signifikanten Verringerung der Inzidenz der Chagas-Krankheit und der anschließenden Bestätigung durch die Weltgesundheitsorganisation, dass die durch Vektoren übertragene 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 in diesen Gemeinden gehört zu den höchsten weltweit [5,18,19,20]; 26–72 % der Haushalte sind mit Trypanosomatiden befallen. Trypanosoma cruzi wird von pathogenen Bakterien infizieren [22, 23]. Die Mehrheit (>93 %) aller Fälle von vektorübertragener 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 für Entscheidungen über den IRS-Einsatz und, was wichtig ist, zur Rechtfertigung der Behandlung chronisch infizierter Kinder ohne das Risiko einer erneuten Infektion verwendet wird [16,26,27,28,29]. Die Wirksamkeit von IRS und die Persistenz der Vektorübertragung in der Chaco-Region werden von mehreren Faktoren beeinflusst: minderwertige Bauqualität [19, 21], suboptimale IRS-Implementierung und Methoden zur Überwachung des Befalls [30], Unsicherheit in der Öffentlichkeit 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 es erhebliche Unterschiede bei den Konzentrationen der in Haushalte eingebrachten Pestizidwirkstoffe (AIs) gibt, wobei 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 Konzentration von Wirkstoffen in Pestiziden, technisch komplex, teuer und oft nicht für weit verbreitete Erkrankungen in der Gesellschaft geeignet ist. Jüngste Fortschritte in der Labortestung 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 einen chemisch-kolorimetrischen Test, 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 zeichnet sich durch saisonal trockene Wälder mit Temperaturen von 0–49 °C und Niederschlägen von 500–1000 mm/Jahr aus [41]. Itanambicua ist eine von 19 Guaraní-Gemeinden in der Stadt, wo etwa 1.200 Einwohner in 220 Häusern leben, die hauptsächlich 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 Kleingeflügel, Schweinen, Ziegen, Enten und Fisch. Überschüsse aus der heimischen Landwirtschaft werden in der ca. 12 km entfernten Marktstadt Kamili verkauft. Die Stadt Kamili bietet der Bevölkerung zahlreiche Arbeitsplätze, vor allem im Baugewerbe und im Dienstleistungssektor.
In der vorliegenden Studie lag die T. cruzi-Infektionsrate unter Itanambiqua-Kindern (2–15 Jahre) bei 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, wobei die überwiegende Mehrheit der Einwohner über 30 Jahre infiziert war [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 städtische Gesundheitsbehörde 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 sporadisch erfolgten und dass im Jahr 2003 eine allgemeine Besprühung mit 20 % 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 gemeindegeschulten 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 Verwaltungsabteilung 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 einer effektiven Kapazität 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 Mitarbeiter wurden zuvor vom örtlichen Gesundheitsamt in der Herstellung und Auslieferung von Pestiziden sowie im Versprühen von Innen- und Außenwänden von Häusern geschult. Sie wurden außerdem angewiesen, die Bewohner mindestens 24 Stunden vor dem Einsatz des IRS dazu aufzufordern, sämtliche Gegenstände, einschließlich Möbel (außer Bettgestellen), aus dem Haus zu entfernen, 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 [42].
Um die Konzentration von Lambda-Cypermethrin AI zu quantifizieren, das in die Häuser gelangte, brachten die Forscher Filterpapier (Whatman Nr. 1; 55 mm Durchmesser) an den Wänden von 57 Häusern vor dem IRS an. Alle Häuser, die zu diesem Zeitpunkt IRS erhielten, waren betroffen (25/25 Häuser im November 2016 und 32/32 Häuser im Januar-Februar 2017). Dazu gehören 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. Dies ergab 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 zu schützen und auf der beschichteten Oberfläche zu halten. Anschließend wurde es in Aluminiumfolie eingewickelt und bis zum Test bei 7 °C gelagert. Von den insgesamt 513 gesammelten Filterpapieren standen 480 aus 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 Prävalenz der Wohntypen in der Gemeinde (76,2 % [138/181] Lehmhäuser und 11,6 % [21/181] Tabika-Häuser), die in den Tür-zu-Tür-Umfragen 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, im Durchschnitt also 1,5 (Bereich: 1–4) Behälter pro Tag über einen Zeitraum von 18 Tagen. Die Probenentnahmereihenfolge entsprach der von medizinischem Personal im November 2016 und Januar 2017 verwendeten Probenentnahmereihenfolge. 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 IRS-Gesundheitsmitarbeiter bei Routineeinsätzen des IRS in 87 Haushalten (die 57 oben als Stichproben entnommenen 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 Gesundheitsmitarbeiter 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 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 testen, ob die sichtbare Präsenz von Filterpapier die Sprühraten der Reinigungskräfte beeinflusst, 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 Reinigungsanforderungen des IRS einhielten, darunter 30 Häuser, die im März 2016 besprüht wurden, und 25 Häuser, die im November 2016 besprüht wurden. 0–2 (0 = alle oder die meisten Gegenstände verbleiben im Haus; 1 = die meisten Gegenstände entfernt; 2 = Haus vollständig geräumt). Die Auswirkungen der Einhaltung der Vorschriften durch die Eigentümer auf die Sprühraten und die Konzentrationen des Moxa-Insektizids wurden untersucht.
Die statistische Aussagekraft wurde berechnet, um signifikante Abweichungen von den erwarteten Konzentrationen von Alpha-Cypermethrin auf Filterpapier zu erkennen und um signifikante Unterschiede bei den Insektizidkonzentrationen und Sprühraten zwischen kategorisch gepaarten Häusergruppen festzustellen. Die minimale statistische Aussagekraft (α = 0,05) wurde für die zu Beginn festgelegte Mindestanzahl von Häusern 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 Aussagekraft 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 äquivalente Wirksamkeit (n = 21) > 90 %.
Der Vergleich zweier Proben der mittleren Pestizidkonzentrationen in n = 10 und n = 12 Ställen bzw. der mittleren Sprühraten in n = 12 und n = 23 Ställen ergab statistische Powers von 66,2 % und 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 betrug >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 negativ-binomiales Mischeffektmodell (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 Zerstäubungsrate (m2/min), dem Einreichungsdatum beim IRS und dem Status des Gesundheitsdienstleisters (zwei Ebenen) zusammenhängen. 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 standardmäßigen 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-AI-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 der IRS-Behandlung 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 unter den Grenzwerten des Zielbereichs und 1,8 % (1/57) lagen über den Grenzwerten 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 innerhalb des Zieldosisbereichs von 0,96–1,44 mg AI/ml und 3,5 % (1/29) der Aerosoldosen enthielten AI-Konzentrationen >1,44 mg AI/ml.
Die durchschnittlichen Konzentrationen von Alpha-Cypermethrin ai wurden in 29 Sprayformulierungen 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 AI 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, die zur Behandlung des Hauses verwendet wurden (z = -0,94, p = 0,345), was sich in der geringen 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 im Zielbereich, für einen Tank lagen die Werte über dem Zielwert, für die beiden anderen Tanks lagen die Werte unter dem Zielwert; Die Pestizidkonzentrationen nahmen 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). Unter Berücksichtigung 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. Für jeden Tank wird die Linie angezeigt, die die Daten am besten widerspiegelt. 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 für Sprühtankausrüstung empfohlen wird.
80 % von 80 Ställen wiesen ein beobachtetes/erwartetes Verhältnis der Sprühbedeckung außerhalb des Toleranzbereichs von 1 ± 10 % auf, wobei 71,3 % (57/80) der Ställe darunter lagen, 11,3 % (9/80) darüber und 16 Ställe 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 Mitarbeitern des Gesundheitswesens, 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, sondern verwüsteten sie.
Die beobachteten Sprühwerte in nicht leeren Ställen (17,5 m2/min, IQR: 11,00–22,50) waren im Allgemeinen höher als in halbleeren 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 sich im Modell nicht als signifikante Kovariable herausstellte.
In den drei Gruppen unterschied sich die zum Besprühen der Häuser benötigte 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) mit Daten zur Einhaltung der Vorschriften und zur Pestizid-AI gab es keine Unterschiede in den durchschnittlichen AI-Konzentrationen, die den Haushalten zwischen diesen Einhaltungskategorien zugeführt wurden (z < 0,93, p > 0,351), wie in Zusatzdatei 5B angegeben. Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, als das Vorhandensein/Fehlen von Filterpapier und die beobachtete Sprühabdeckung kontrolliert wurden (n = 22).
Diese Studie untersucht IRS-Praktiken und -Verfahren in einer typischen ländlichen Gemeinde in der Region Gran Chaco in Bolivien, 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 vorbereitet wurden, um die gleiche abgegebene Konzentration von 50 mg ai/m2 zu erreichen. 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 unteren zulässigen Grenzwerts aufwies.
Ein potenzieller Faktor für eine suboptimale Abgabe von Alpha-Cypermethrin in Haushalten 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 (z. B. DDT [37, 47]) entstehen, sind nicht ungewöhnlich, und die vorliegende Studie belegt dies auch 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 der Strömung und in der Menge der suspendierten Bodenpartikel 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 stellten beispielsweise in einem Programm zur Bekämpfung der viszeralen Leishmaniose in Indien nur 29 % von 51 Sprühgruppen sicher, dass die DDT-Lösungen korrekt zubereitet und gemischt wurden, 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, in einem Unterbezirk waren es sogar nur 7,7 % [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