Biomonitoring of DEET and DCBA in Canadian children following typical protective insect repellent use

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dc.contributor.author

Gibson, Jennifer C.

Marro, Leonora

Brandow, Danielle

Remedios, Lauren

Fisher, Mandy

Borghese, Michael M.

Kieliszkiewicz, Katarzyna

Lukina, Anna O.

Irwin, Kim

dc.date.accessioned

2023-06-12T01:01:37Z

dc.date.available

2023-06-12T01:01:37Z

dc.date.issued

2022-12-09

dc.description - en

Health Canada helps to protect the health of Canadians by assessing and managing the health risks associated with exposure to environmental contaminants. This research addresses a knowledge gap in the literature regarding the exposure of Canadian children to DEET-based bug sprays when they are using them as they would normally to protect against bug bites. Personal insect repellents, commonly referred to as bug sprays, are important to help protect against biting insects like mosquitoes and ticks. The most common and one of the most effective ingredients in bug sprays is DEET. DEET is the common name for N,N-diethyl-meta-toluamide. This study compared the reported behaviour of bug spray use and daily camp activities of 124 Canadian children with DEET and DEET metabolite 3-diethylcarbamoyl benzoic acid (commonly called DCBA) measured in collected urine samples over the course of a 24 hour period. Researchers used time difference models to align urine samples with bug spray application times, to take into account absorption, distribution, and excretion of DEET and metabolites. The time differences examined were 0, 2, and 4 hours between the relevant bug spray application and urine sampling times. DCBA was the main compound measured in the urine samples. Children who used more bug spray, or higher DEET percentage bug spray, excreted more DEET and DCBA. However, the amount of DEET and DCBA excreted by the children was very low compared to what it is thought they applied to their skin. We estimate that only 0.001% of what they applied was excreted as DEET, and 1.3% of what they applied was excreted as DCBA. It also seems that the 2 hour time difference model explains the results best. This study demonstrates that a real world exposure scenario can produce viable and informative human biomonitoring data, to help reduce the uncertainties associated with the risk assessment of children's exposure to environmental chemicals. This study was conducted to provide modern, relevant exposure data to support the legislated re-evaluation of DEET.

dc.description.abstract - en

N,N-diethyl-m-toluamide (DEET) is an ingredient found in many consumer insect repellents and its use is recommended to Canadians by government agencies, including Health Canada, for protection against insect bites including mosquitos and ticks. The majority of research on DEET exposure and toxicokinetics in humans has focused on adult populations with little information from vulnerable populations, including children. We aimed to fill this knowledge gap by examining real-world exposure data for DEET and its metabolite 3-diethylcarbamoyl benzoic acid (DCBA) in a sample population of Canadian children. We conducted a 24-h observational exposure human biomonitoring study at three overnight summer camps in Ontario, Canada through July and August 2019. Participating children aged 7–13 years provided multiple spot urine samples over a 24-h period and completed a journal to document insect repellent use and factors that could influence absorption of DEET. Children were instructed to use insect repellent as they usually would while attending a summer camp. Exposure was quantified using the information from the participant's journal and the change in the mass of their insect repellent containers over the course of the study. A total of 389 urine samples were collected from 124 children. Among participants using insect repellent, urinary levels of DEET were elevated between 2 and 8 h post-application and decreased thereafter but remained qualitatively higher than concentrations in participants who did not use insect repellent on the study day, even at 18–22 h post-application. DCBA was the predominant metabolite of DEET exposure in urine. DCBA was elevated between 8 and 14 h post-application, and declined thereafter, but not to the level observed among those who did not use insect repellent on the study day. Children who used more insect repellent, or used higher concentration insect repellent (10%–30% DEET) excreted higher levels of DEET and DCBA. Excreted DEET and DCBA accounted for 0.001% (median) and 1.3% (median) of the estimated applied DEET, respectively. Children did not reach an undetectable level of DEET or DCBA in urine, even among those not using insect repellent during the study day, indicating a potentially complex multi-route exposure to insect repellents in a real world scenario. This work provides targeted biomonitoring data for children intentionally using DEET-based insect repellents for normal protective use, and will support the risk re-evaluation of DEET by Health Canada.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Le N,N-diéthyl-m-toluamide (DEET) est un ingrédient que l'on retrouve dans de nombreux insectifuges grand public et dont l'utilisation est recommandée aux Canadiens par les agences gouvernementales, y compris Santé Canada, pour la protection contre les piqûres d'insectes, y compris les moustiques et les tiques. La majorité des recherches sur l'exposition au DEET et sa toxicocinétique chez l'homme se sont concentrées sur les populations adultes, avec peu d'informations sur les populations vulnérables, y compris les enfants. Nous avons cherché à combler cette lacune en examinant les données d'exposition au DEET et à son métabolite, l'acide 3-diéthylcarbamoyl benzoïque (DCBA), dans un échantillon de population d'enfants canadiens. Nous avons mené une étude de biosurveillance observationnelle de l'exposition humaine de 24 heures dans trois camps d'été de nuit en Ontario, au Canada, en juillet et août 2019. Les enfants participants âgés de 7 à 13 ans ont fourni de multiples échantillons d'urine ponctuels sur une période de 24 heures et ont rempli un journal pour documenter l'utilisation d'insectifuges et les facteurs qui pourraient influencer l'absorption du DEET. Les enfants ont reçu l'instruction d'utiliser un insectifuge comme ils le feraient habituellement lorsqu'ils participent à un camp d'été. L'exposition a été quantifiée à l'aide des informations contenues dans le journal des participants et de la variation de la masse de leurs contenants d'insectifuge au cours de l'étude. Au total, 389 échantillons d'urine ont été prélevés sur 124 enfants. Chez les participants ayant utilisé un insectifuge, les concentrations urinaires de DEET étaient élevées entre 2 et 8 heures après l'application et diminuaient ensuite, mais restaient qualitativement plus élevées que les concentrations chez les participants n'ayant pas utilisé d'insectifuge le jour de l'étude, même 18 à 22 heures après l'application. Le DCBA était le métabolite prédominant de l'exposition au DEET dans l'urine. Le DCBA était élevé entre 8 et 14 heures après l'application, et diminuait ensuite, mais pas jusqu'au niveau observé chez ceux qui n'avaient pas utilisé de répulsif pour insectes le jour de l'étude. Les enfants qui ont utilisé plus d'insectifuge, ou qui ont utilisé un insectifuge à plus forte concentration (10 %-30 % de DEET) ont excrété des niveaux plus élevés de DEET et de DCBA. Le DEET et le DCBA excrétés représentaient respectivement 0,001 % (médiane) et 1,3 % (médiane) du DEET appliqué estimé. Les enfants n'ont pas atteint un niveau indétectable de DEET ou de DCBA dans l'urine, même parmi ceux qui n'ont pas utilisé de répulsif pendant la journée de l'étude, ce qui indique une exposition potentiellement complexe aux répulsifs anti-insectes par des voies multiples dans un scénario réel. Ce travail fournit des données de biosurveillance ciblées pour les enfants qui utilisent intentionnellement des insectifuges à base de DEET pour un usage protecteur normal, et soutiendra la réévaluation des risques du DEET par Santé Canada.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada contribue à protéger la santé des Canadiens en évaluant et en gérant les risques pour la santé associés à l'exposition aux contaminants environnementaux. Cette recherche vise à combler une lacune dans la littérature concernant l'exposition des enfants canadiens aux insectifuges à base de DEET lorsqu'ils les utilisent normalement pour se protéger contre les piqûres d'insectes. Les insectifuges personnels, communément appelés sprays anti-moustiques, sont importants pour se protéger contre les insectes piqueurs tels que les moustiques et les tiques. L'ingrédient le plus courant et l'un des plus efficaces des insectifuges est le DEET. Le DEET est le nom commun du N,N-diéthyl-méta-toluamide. Cette étude a comparé les comportements déclarés de 124 enfants canadiens en matière d'utilisation de sprays anti-moustiques et d'activités quotidiennes en camp avec les concentrations de DEET et de son métabolite, l'acide 3-diéthylcarbamoyl benzoïque (communément appelé DCBA), mesurées dans des échantillons d'urine prélevés sur une période de 24 heures. Les chercheurs ont utilisé des modèles de différence de temps pour aligner les échantillons d'urine avec les heures d'application des insecticides, afin de prendre en compte l'absorption, la distribution et l'excrétion du DEET et de ses métabolites. Les différences de temps examinées étaient de 0, 2 et 4 heures entre l'heure d'application de la bombe insecticide et l'heure de prélèvement des échantillons d'urine. Le DCBA était le principal composé mesuré dans les échantillons d'urine. Les enfants qui ont utilisé plus de spray anti-moustiques, ou un pourcentage plus élevé de DEET, ont excrété plus de DEET et de DCBA. Cependant, la quantité de DEET et de DCBA excrétée par les enfants était très faible par rapport à ce que l'on pense qu'ils ont appliqué sur leur peau. Nous estimons que seulement 0,001 % de ce qu'ils ont appliqué a été excrété sous forme de DEET, et 1,3 % de ce qu'ils ont appliqué a été excrété sous forme de DCBA. Il semble également que le modèle de la différence de temps de 2 heures explique le mieux les résultats. Cette étude démontre qu'un scénario d'exposition réel peut produire des données de biosurveillance humaine viables et informatives, afin de réduire les incertitudes associées à l'évaluation des risques liés à l'exposition des enfants aux substances chimiques présentes dans l'environnement. Cette étude a été menée afin de fournir des données d'exposition modernes et pertinentes pour soutenir la réévaluation du DEET imposée par la loi.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2022.114093

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/665

dc.language.iso

en

dc.publisher

ScienceDirect

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

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Santé

Santé et sécurité

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Biomonitoring of DEET and DCBA in Canadian children following typical protective insect repellent use

dc.type - en

Article

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