Neuchatel, Switzerland
October 5, 2017
Highest concentrations of neonics found in honeys from North America, Asia and Europe
Three quarters of the honeys produced throughout the world contain neonicotinoids (neonics) – a class of pesticides known for their role in the decline of bees and for their harm to a large number of non-target species – according to a study published today in the leading scientific journal Science by an interdisciplinary team from the University of Neuchâtel and the Botanical Garden of Neuchâtel, Switzerland.
The measured concentrations of neonics are, however, below the maximum authorized levels for human consumption.
“Based on this latest science, the large majority of studied samples do not represent any health risk for consumers,” said the study’s lead author, Edward Mitchell, professor and head of the laboratory of soil biodiversity at the University of Neuchâtel (currently on sabbatical at Landcare Research in Lincoln, New Zealand).
The situation is more critical, however, for bees.
“Throughout the world, bees are exposed to concentrations of neonics that have demonstrated effects on bees’ behaviour, physiology and reproductive abilities,” said Alexandre Aebi, lecturer in agroecology at the University of Neuchâtel and beekeeper.
Neonics account for one third of the global pesticide market. They are used to protect major crops such as corn and soy from pest insects. Neonics attack the central nervous system of invertebrate pests, causing paralysis and death. Because neonics are found throughout the plant, including the pollen and nectar, bees are contaminated when they forage – resulting in contaminated honey.
Conducted in 2015 and 2016, the study analyzed 198 honey samples from around the world, looking for the five most commonly used neonics: acetamiprid, clothianidin, imidacloprid, thiacloprid and thiamethoxam.
Seventy-five per cent of the honey samples contained at least one of the five tested substances. The proportions varied considerably among regions, with the highest levels in North America (86 per cent), Asia (80 per cent) and Europe (79 per cent), and the lowest in South America (57 per cent). Oceania, New Zealand and the Pacific Islands were slightly below average (71 per cent).
“We are able to quantify these molecules with excellent precision, at concentrations of one per 10 billion (0.1 ppb) or less,” said Gaétan Glauser, the head of the analytical platform.
Thirty per cent of all samples contained a single neonicotinoid, 45 per cent contained between two and five, and 10 per cent contained four or five. Measured concentrations were below the maximum residue level authorized for human consumption for all compounds and samples, but total concentration exceeded this limit for two samples containing five neonicotinoids. It remains to be determined how contamination by multiple substances (the “cocktail effect”) may affect bees, humans or other organisms.
The researchers used a worldwide collection of honey obtained through a citizen science effort led by the botanical garden of Neuchâtel.
“The samples were randomly provided by more than 100 donors,” said Blaise Mulhauser, director of the botanical garden. “We selected priority honeys from small and local producers, in order to obtain a balanced geographical representation.”
The research was made possible by the Neuchâtel Platform of Analytical Chemistry (NPAC) at the University of Neuchâtel, where the analytical tools detect trace concentrations of neonics in complex matrices, such as honey.
Prof. Mitchell is also a member of the international Task Force on Systemic Pesticides, which released the second installment of its Worldwide Integrated Assessment of the Effects of Systemic Pesticides on Biodiversity and Ecosystems in Ottawa, Canada, last week. The peer-reviewed study will be published in an upcoming edition of Environmental Science and Pollution Research.
- Full bibliographic informationRéférence scientifique :
Mitchell EAD, Mulhauser B, Mulot M, Mutabazi A, Glauser G, Aebi A, 2017. A Worldwide Survey of Neonicotinoids in Honey. Science. DOI: 10.1126/science.aan3684
Publication dans Science: des néonicotinoïdes dans 75% des miels de la planète
Trois quarts des miels produits à travers le monde contiennent des néonicotinoïdes, une famille de pesticides connue pour son rôle dans le déclin des abeilles. C’est le constat d’une étude publiée aujourd’hui dans la prestigieuse revue Science par un groupe interdisciplinaire de l’Université de Neuchâtel (UniNE) et du Jardin botanique de la Ville de Neuchâtel. Les concentrations en néonicotinoïdes mesurées restent cependant en dessous des normes maximales autorisées pour la consommation humaine.
Les néonicotinoïdes occupent le tiers des parts de marché des pesticides répandus, essentiellement sur les grandes cultures (maïs, colza, betterave) contre les insectes ravageurs dont ils altèrent le système nerveux, entraînant la paralysie et la mort. Comme ces substances passent dans le pollen et le nectar des fleurs, les abeilles les ingurgitent lorsqu’elles butinent. Or, le miel n’est autre que le résultat de la transformation, par les abeilles, du nectar en réserve de nourriture. D’où la pertinence d’y mesurer les quantités de néonicotinoïdes.
Durant cette recherche réalisée entre 2015 et 2016, les scientifiques ont analysé 198 échantillons de miels provenant du monde entier. Ils y ont mesuré la concentration de cinq néonicotinoïdes les plus couramment utilisés (acétamipride, clothianidine, imidaclopride, thiaclopride et thiaméthoxame).
La collection de miels utilisée résulte d’une action de science citoyenne initiée par le Jardin botanique de la Ville de Neuchâtel. « Tous ces échantillons nous ont été offerts, explique son directeur Blaise Mulhauser. Ils ont été prélevés au hasard des voyages de plus d’une centaine de donateurs. Nous avons juste orienté nos choix de manière à privilégier des miels de petits producteurs ou au moins de régions bien déterminées, afin d’obtenir la meilleure représentativité géographique. »
Avec les quantités importantes de nectar qu’elle récolte chaque année, l’abeille a été utilisée comme un moyen élégant de sonder la présence de pesticides dans notre environnement. « Une abeille va chercher du nectar jusqu’à une distance de douze kilomètres de sa ruche, couvrant ainsi une surface considérable », commente Alexandre Aebi, maître d’enseignement et de recherche en agroécologie à l’UniNE et apiculteur.
Ce travail a été rendu possible grâce à la Plateforme neuchâteloise de chimie analytique (NPAC) de l’UniNE. « Nous disposons d’outils capables de déceler les néonicotinoïdes à l’état de traces dans des matrices complexes comme le miel. On peut quantifier ces molécules avec une excellente précision à des concentrations de l’ordre d’une part par dix milliards, voire moins », indique Gaétan Glauser, responsable de la NPAC.
Résultats : 75% des miels contenaient au moins une des cinq substances recherchées. Ce taux variait considérablement selon les régions : 86% des échantillons nord-américains étaient contaminés, suivis par les asiatiques (80%) et les européens (79%). Les plus faibles parts d’échantillons contaminés provenaient d’Amérique du Sud (57%).
Dans les détails, 30% de tous les échantillons contenaient un seul néonicotinoïde, 45% en renfermaient entre deux et cinq, et 10%, quatre à cinq. Les doses mesurées ne dépassaient pas les normes autorisées pour la consommation humaine pour chaque substance prise individuellement. Mais pour deux des échantillons contenant les cinq néonicotinoïdes à la fois, le total des concentrations a dépassé cette norme.
« Nous montrons que, selon les normes en vigueur, la très grande majorité des échantillons étudiés ne posent pas de souci pour la santé des consommateurs pour les cinq pesticides étudiés », commente Edward Mitchell, professeur au Laboratoire de la biodiversité du sol et principal auteur de l’article.
La situation est toutefois plus critique pour les abeilles. « Notre étude démontre qu’elles sont exposées dans le monde entier à des concentrations de néonicotinoïdes ayant des effets importants sur leur comportement, leur physiologie et leur reproduction », précise Alexandre Aebi.
Outre la dose proprement dite des néonicotinoides individuels, il reste l’effet que peut avoir sur les organismes (abeilles, humains ou autres) la présence de plusieurs substances toxiques à la fois, communément appelée effet cocktail. La question demeure largement ouverte.
« Avec plus de 350 pesticides de synthèse utilisés en Suisse qui peuvent se dégrader en des composés plus nombreux encore, les métabolites, les combinaisons sont donc infinies, rendant toute étude complète illusoire, observe Edward Mitchell. Nous en sommes donc réduits à nous baser sur des recherches à court terme, souvent centrées sur le seul composé ‘actif’. Nous ne tenons donc compte ni des adjuvants (autres molécules incluses dans la formulation commerciale), ni de la présence de métabolites, parfois aussi toxiques si ce n’est plus que les composés ‘actifs’ eux-mêmes.»
Publikation in der Fachzeitschrift «Science»: Honig enthält Neonicotinoide
Drei Viertel des auf der ganzen Erde hergestellten Honigs enthalten Neonicotinoide, eine Pestizidgruppe, die für ihren Einfluss auf den Rückgang der Bienen bekannt ist. Dies besagt eine Studie, die das interdisziplinäre Team mit Vertretenden der Universität Neuenburg (UniNE) und des botanischen Gartens der Stadt Neuenburg heute in der renommierten Fachzeitschrift «Science» publiziert. Die Neonicotinoid-Konzentration liegt jedoch unter der für den Verzehr zulässigen Höchstmenge.
Neonicotinoide haben einen Marktanteil von einem Drittel und werden hauptsächlich zum Schutz von Ackerkulturen (Mais, Raps, Zuckerrüben) eingesetzt. Sie beeinträchtigen das Nervensystem schädlicher Insekten, führen zu Lähmung und schliesslich zum Tod. Da die Substanzen in den Blütenstaub und in den Nektar übergehen, nehmen die Bienen sie bei der Futtersuche auf. Honig ist nichts anderes als durch die Bienen in Nahrungsvorrat umgewandelter Nektar. Daher ist die Messung der Neonicotinoid-Konzentration nicht unbedeutend.
Während des zwischen 2015 und 2016 durchgeführten Forschungsprojekts untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler 198 Honigproben aus der ganzen Welt. Sie fanden in vielen Honigproben fünf der am häufigsten verwendeten Neonicotinoide – Acetamiprid, Clothianidin, Imidacloprid, Thiacloprid und Thiamethoxam.
Für die Gewinnung der Honigproben lud der botanische Garten der Stadt Neuenburg die Bevölkerung ein, sich in das Forschungsprojekt einzubringen. «Alle Honigproben wurden uns geschenkt», erklärt der Direktor Blaise Mulhauser. «Sie wurden während der Reisen von mehr als hundert Spendern zufällig ausgewählt. Für unsere Studie konzentrierten wir uns jedoch auf Honig, der von Kleinerzeugern oder zumindest aus einer genau definierten Region stammte, um eine bessere geografische Repräsentativität zu erreichen.»
Da eine Biene jährlich grosse Mengen an Nektar sammelt, kann durch sie auf elegante Weise die Umwelt untersucht werden. «Bienen entfernen sich für die Nektarsuche bis zu zwölf Kilometer von ihrem Bienenstand. Damit decken sie eine beachtliche Fläche ab», erklärt Alexandre Aebi, Lehr- und Forschungsbeauftragter in Agroökologie an der UniNE und Imker.
Die Studie war dank der Neuenburger Plattform für analytische Chemie (NPAC) der UniNE möglich. «Wir verfügen über die erforderlichen Geräte für die Feststellung von Neonicotinoid-Spuren in schwierigen Probenmatrices wie Honig. Die Moleküle können mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, auch bei Vorkommen von einem pro zehn Milliarden und sogar wenn es noch weniger sind», erläutert Gaétan Glauser, Leiter der NPAC.
Fazit: 75% der Honigproben enthielten zumindest eine der fünf Substanzen. Der Prozentsatz war in den einzelnen Regionen sehr unterschiedlich: 86% der nordamerikanischen Proben waren betroffen, gefolgt von den asiatischen (80%) und den europäischen (79%). Honigproben aus Südamerika waren am wenigsten betroffen (57%).
Im Detail enthielten 30% aller Proben ein Neonicotinoid, 45% zwischen zwei und fünf und 10% vier bis fünf. Im Einzelnen betrachtet lag der gemessene Wert bei keiner der Substanzen über der für den Verzehr zulässigen Höchstmenge. Bei zwei Proben jedoch kamen alle fünf Neonicotionoide gleichzeitig vor und die Summe der einzelnen Substanzen überschritt die zulässige Höchstmenge.
«Wir zeigen auf, dass gemäss heutigem Wissensstand der Grossteil der untersuchten Proben für den Menschen kein Gesundheitsrisiko darstellt», erklärt Edward Mitchell, Professor im Laboratorium für biologische Bodenvielfalt und Hauptautor des Artikels. Für Bienen hingegen ist die Situation wesentlich bedrohlicher, da sie weltweit Neonicontinoid-Konzentrationen ausgesetzt sind, die erhebliche Auswirkungen auf Verhalten und Fortpflanzung haben.
Neben der Menge an sich stellt sich die Frage, welche Auswirkungen das Vorkommen mehrerer giftiger Substanzen gleichzeitig – der sogenannte Cocktaileffekt – auf Lebewesen (Bienen, Menschen etc.) hat. Diese Frage ist noch weitgehend ungeklärt.
«In der Schweiz werden mehr als 350 verschiedene synthetische Pestizide eingesetzt, die sich in noch mehr unterschiedliche Verbindungen – Metaboliten – zersetzen können, die genauso giftig wenn nicht sogar giftiger sind. Die Kombinationsmöglichkeiten sind unendlich, was eine umfassende Studie zu einem Ding der Unmöglichkeit macht», stellt Edward Mitchell fest. «Wir sind daher gezwungen, auf kurzfristige Untersuchungen abzustellen, die oft nur eine einzige aktive Verbindung betrachten. Wir berücksichtigen daher weder Zusatzstoffe (andere in der Handelsform enthaltene Moleküle) noch Metaboliten.»
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