DDT

Diclorodifeniltricloroetano, comumente conhecido como DDT, é um composto químico cristalino incolor, insípido e quase inodoro, um organoclorado. Originalmente desenvolvido como um inseticida, tornou-se famoso por seus impactos ambientais. O DDT foi sintetizado pela primeira vez em 1874 pelo químico austríaco Othmar Zeidler. A ação inseticida do DDT foi descoberta pelo químico suíço Paul Hermann Müller em 1939. O DDT foi usado na segunda metade da Segunda Guerra Mundial para limitar a disseminação das doenças transmitidas por insetos, malária e tifo, entre civis e soldados. Müller recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1948 "por sua descoberta da alta eficiência do DDT como veneno de contato contra vários artrópodes".

Em outubro de 1945, o DDT estava disponível para venda ao público nos Estados Unidos. Embora tenha sido promovido pelo governo e pela indústria para uso como pesticida agrícola e doméstico, também houve preocupações sobre seu uso desde o início. A oposição ao DDT foi focada pela publicação de 1962 do livro Silent Spring de Rachel Carson. Ele falou sobre os impactos ambientais relacionados ao uso generalizado de DDT na agricultura nos Estados Unidos e questionou a lógica de espalhar produtos químicos potencialmente perigosos no meio ambiente com pouca investigação prévia de seus efeitos ambientais e de saúde. O livro citado alega que o DDT e outros pesticidas causavam câncer e que seu uso agrícola era uma ameaça à vida selvagem, principalmente às aves. Embora Carson nunca tenha pedido diretamente a proibição total do uso do DDT, sua publicação foi um evento seminal para o movimento ambiental e resultou em um grande clamor público que acabou levando, em 1972, à proibição do uso agrícola do DDT. nos Estados Unidos.

A proibição mundial do uso agrícola foi formalizada pela Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes, que está em vigor desde 2004. O DDT ainda tem uso limitado no controle de vetores de doenças devido à sua eficácia em matar mosquitos e, assim, reduzir infecções por malária, mas esse uso é controverso devido a preocupações ambientais e de saúde.

Juntamente com a aprovação da Lei de Espécies Ameaçadas, a proibição do DDT nos Estados Unidos é um fator importante no retorno da águia careca (a ave nacional dos Estados Unidos) e do falcão peregrino da quase extinção no território contíguo Estados Unidos.

Propriedades e química

O DDT é semelhante em estrutura ao inseticida metoxicloro e ao acaricida dicofol. É altamente hidrofóbico e quase insolúvel em água, mas tem boa solubilidade na maioria dos solventes orgânicos, gorduras e óleos. O DDT não ocorre naturalmente e é sintetizado por reações consecutivas de Friedel-Crafts entre cloral (CCl
₃CHO) e dois equivalentes de clorobenzeno (C
₆H
₅Cl), na presença de um catalisador ácido. O DDT tem sido comercializado sob nomes comerciais, incluindo Anofex, Cezarex, Chlorophenothane, Dicophane, Dinocide, Gesarol, Guesapon, Guesarol, Gyron, Ixodex, Neocid, Neocidol e Zerdane; INN é clofenotano.

Isômeros e compostos relacionados

O DDT comercial é uma mistura de vários compostos intimamente relacionados. Devido à natureza da reação química usada para sintetizar o DDT, várias combinações de padrões de substituição orto e para são formadas. O componente principal (77%) é o p,p' desejado isômero. A impureza isomérica o,p' também está presente em quantidades significativas (15%). Diclorodifenildicloroetileno (DDE) e diclorodifenildicloroetano (DDD) compõem o saldo de impurezas em amostras comerciais. DDE e DDD também são os principais metabólitos e produtos de degradação ambiental. DDT, DDE e DDD às vezes são referidos coletivamente como DDX.

• Componentes de DDT comercial
• 

  p,p'- DDT
  (composto desejado)

• 

  o,p'- DDT
  (isomeric impurity)

• 

  p,p'- DDE
  (impureza)

• 

  p,p'- DDD
  (impureza)

Produção e uso

O DDT foi formulado em várias formas, incluindo soluções em xileno ou destilados de petróleo, concentrados emulsionáveis, pós molháveis em água, grânulos, aerossóis, velas de fumaça e cargas para vaporizadores e loções.

De 1950 a 1980, o DDT foi amplamente utilizado na agricultura - mais de 40.000 toneladas por ano em todo o mundo - e estima-se que um total de 1,8 milhão de toneladas foi produzido globalmente desde a década de 1940. Nos Estados Unidos, foi fabricado por cerca de 15 empresas, incluindo Monsanto, Ciba, Montrose Chemical Company, Pennwalt e Velsicol Chemical Corporation. A produção atingiu o pico em 1963 em 82.000 toneladas por ano. Mais de 600.000 toneladas (1,35 bilhão de libras) foram aplicadas nos EUA antes da proibição de 1972. Uso atingiu o pico em 1959 em cerca de 36.000 toneladas.

Em 2009, foram produzidas 3.314 toneladas para o controle da malária e leishmaniose visceral. A Índia é o único país que ainda fabrica DDT e é o maior consumidor. A China cessou a produção em 2007.

Mecanismo de ação do inseticida

Nos insetos, o DDT abre canais de íons de sódio sensíveis à voltagem nos neurônios, fazendo com que eles disparem espontaneamente, o que leva a espasmos e eventual morte. Insetos com certas mutações no gene do canal de sódio são resistentes ao DDT e inseticidas similares. A resistência ao DDT também é conferida pela regulação positiva de genes que expressam o citocromo P450 em algumas espécies de insetos, pois quantidades maiores de algumas enzimas desse grupo aceleram o metabolismo da toxina em metabólitos inativos. Estudos genômicos no organismo genético modelo Drosophila melanogaster revelaram que a resistência de alto nível ao DDT é poligênica, envolvendo múltiplos mecanismos de resistência. Na ausência de adaptação genética, Roberts e Andre 1994 descobriram que a evitação comportamental fornece aos insetos alguma proteção contra o DDT. O evento de mutação M918T produz kdr dramático para piretróides, mas Usherwood et al. 2005 acham que é totalmente ineficaz contra o DDT. Scott 2019 acredita que este teste em oócitos de Drosophila é válido para oócitos em geral.

História

Concentração de produto comercial contendo 50% DDT, cerca de 1960

Produto comercial de Ciba-Geigy Néocide (caixa de pó, 50 g) contendo 10% DDT, feito em França.

O DDT foi sintetizado pela primeira vez em 1874 por Othmar Zeidler sob a supervisão de Adolf von Baeyer. Foi ainda descrito em 1929 em uma dissertação de W. Bausch e em duas publicações subsequentes em 1930. As propriedades inseticidas de "álcoois aromáticos ou alifáticos clorados múltiplos com pelo menos um grupo triclorometano" foram descritos em uma patente em 1934 por Wolfgang von Leuthold. As propriedades inseticidas do DDT não foram, no entanto, descobertas até 1939 pelo cientista suíço Paul Hermann Müller, que recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1948 por seus esforços.

Uso nas décadas de 1940 e 1950

Um avião que pulveriza DDT sobre Baker County, Oregon como parte de um projeto de controle de broto de abeto, 1955

Registro de spray DDT em Bosa (Sardinia)

O DDT é o mais conhecido de vários pesticidas contendo cloro usados nas décadas de 1940 e 1950. Durante esse tempo, o uso do DDT foi direcionado para proteger os soldados americanos de doenças em áreas tropicais. Cientistas britânicos e americanos esperavam usá-lo para controlar a propagação da malária, tifo, disenteria e febre tifóide entre soldados estrangeiros, especialmente considerando que o piretro era mais difícil de acessar, pois vinha principalmente do Japão. Devido à potência do DDT, não demorou muito para que o Conselho de Produção de Guerra dos Estados Unidos o colocasse nas listas de suprimentos militares em 1942 e 1943 e encorajasse sua produção para uso no exterior. O entusiasmo em relação ao DDT tornou-se óbvio por meio das campanhas publicitárias do governo americano de pôsteres retratando americanos lutando contra as potências do Eixo e insetos e por meio de publicações na mídia celebrando seus usos militares. No Pacífico Sul, foi pulverizado por via aérea para o controle da malária e da dengue com efeitos espetaculares. Embora as propriedades químicas e inseticidas do DDT tenham sido fatores importantes nessas vitórias, os avanços nos equipamentos de aplicação, juntamente com uma organização competente e mão de obra suficiente, também foram cruciais para o sucesso desses programas.

Em 1945, o DDT foi disponibilizado aos agricultores como um inseticida agrícola e desempenhou um papel na eliminação temporária da malária na Europa e na América do Norte.Apesar das preocupações emergentes na comunidade científica e da falta de pesquisa, o FDA considerou seguro até 7 partes por milhão em alimentos. Houve um grande incentivo econômico para colocar o DDT no mercado e vendê-lo a agricultores, governos e indivíduos para controlar doenças e aumentar a produção de alimentos.

O DDT também foi uma forma de a influência americana chegar ao exterior por meio de campanhas de pulverização de DDT. Na edição de 1944 da revista Life, havia uma reportagem sobre o programa italiano mostrando fotos de oficiais de saúde pública americanos em uniformes borrifando DDT em famílias italianas.

Em 1955, a Organização Mundial da Saúde iniciou um programa para erradicar a malária em países com taxas de transmissão baixas a moderadas em todo o mundo, contando principalmente com o DDT para controle de mosquitos e diagnóstico e tratamento rápidos para reduzir a transmissão. O programa eliminou a doença na "América do Norte, Europa, ex-União Soviética" e em "Taiwan, grande parte do Caribe, Bálcãs, partes do norte da África, região norte da Austrália, e uma grande faixa do Pacífico Sul" e reduziu drasticamente a mortalidade no Sri Lanka e na Índia.

No entanto, a falha em sustentar o programa, aumentando a tolerância do mosquito ao DDT e aumentando a tolerância ao parasita levou a um ressurgimento. Em muitas áreas, os sucessos iniciais foram parcialmente ou completamente revertidos e, em alguns casos, as taxas de transmissão aumentaram. O programa conseguiu eliminar a malária apenas em áreas com "alto status socioeconômico, sistemas de saúde bem organizados e transmissão de malária relativamente menos intensiva ou sazonal".

O DDT foi menos eficaz em regiões tropicais devido ao ciclo de vida contínuo dos mosquitos e infraestrutura precária. Não foi aplicado na África subsaariana devido a essas dificuldades percebidas. As taxas de mortalidade naquela área nunca diminuíram na mesma extensão dramática e agora constituem a maior parte das mortes por malária em todo o mundo, especialmente após o ressurgimento da doença como resultado da resistência aos tratamentos com drogas e a disseminação da variante mortal da malária causada por Plasmodium falciparum. A erradicação foi abandonada em 1969 e a atenção se concentrou no controle e tratamento da doença. Programas de pulverização (especialmente com DDT) foram interrompidos devido a preocupações com segurança e efeitos ambientais, bem como problemas na implementação administrativa, gerencial e financeira. Os esforços mudaram da pulverização para o uso de mosquiteiros impregnados com inseticidas e outras intervenções.

Proibição dos Estados Unidos

Em outubro de 1945, o DDT estava disponível para venda pública nos Estados Unidos, usado tanto como pesticida agrícola quanto como inseticida doméstico. Embora seu uso tenha sido promovido pelo governo e pela indústria agrícola, cientistas americanos, como o farmacologista da FDA Herbert O. Calvery, expressaram preocupação com os possíveis perigos associados ao DDT já em 1944. Em 1947, Bradbury Robinson, médico e nutricionista que atuava em St. Louis, Michigan, alertou sobre os perigos do uso do pesticida DDT na agricultura. O DDT foi pesquisado e fabricado em St. Louis pela Michigan Chemical Corporation, posteriormente adquirido pela Velsicol Chemical Corporation, e se tornou uma parte importante da economia local. Citando uma pesquisa realizada pela Michigan State University em 1946, Robinson, ex-presidente do Conservation Club local, opinou que:

talvez o maior perigo de D.D.T. é que seu uso extensivo em áreas agrícolas é mais provável que aborreça os equilíbrios naturais, não só matando insetos benéficos em grande número, mas trazendo sobre a morte de peixes, pássaros e outras formas de vida selvagem, seja por sua alimentação em insetos mortos por D.D.T. ou diretamente ingerindo o veneno.

À medida que sua produção e uso aumentavam, a resposta do público era mista. Ao mesmo tempo em que o DDT era saudado como parte do "mundo de amanhã". preocupações foram expressas sobre seu potencial para matar insetos inofensivos e benéficos (particularmente polinizadores), pássaros, peixes e, eventualmente, humanos. A questão da toxicidade era complicada, em parte porque os efeitos do DDT variavam de espécie para espécie e em parte porque exposições consecutivas podiam se acumular, causando danos comparáveis a grandes doses. Vários estados tentaram regular o DDT. Na década de 1950, o governo federal começou a endurecer os regulamentos que regem seu uso. Esses eventos receberam pouca atenção. Mulheres como Dorothy Colson e Mamie Ella Plyler, de Claxton, Geórgia, reuniram evidências sobre os efeitos do DDT e escreveram para o Departamento de Saúde Pública da Geórgia, o Conselho Nacional de Saúde da cidade de Nova York e outras organizações.

Em 1957, The New York Times relatou uma luta malsucedida para restringir o uso do DDT no Condado de Nassau, Nova York, e a questão chamou a atenção da popular autora naturalista Rachel Carson. William Shawn, editor do The New Yorker, pediu que ela escrevesse um artigo sobre o assunto, que se desenvolveu em seu livro de 1962 Silent Spring. O livro argumentava que os pesticidas, incluindo o DDT, estavam envenenando a vida selvagem e o meio ambiente e colocando em risco a saúde humana. Silent Spring foi um best-seller e a reação do público lançou o movimento ambiental moderno nos Estados Unidos. No ano seguinte ao seu aparecimento, o presidente John F. Kennedy ordenou que seu Comitê Consultivo Científico investigasse as alegações de Carson. O relatório do comitê "acrescentou-se a uma justificativa bastante completa da tese Silent Spring" de Rachel Carson, nas palavras da revista Science, e recomendou a eliminação gradual de "pesticidas tóxicos persistentes". Em 1965, os militares dos EUA removeram o DDT do sistema de abastecimento militar devido, em parte, ao desenvolvimento de resistência dos piolhos do corpo ao DDT; foi substituído por lindano.

O DDT tornou-se o alvo principal dos crescentes movimentos antiquímicos e antipesticidas e, em 1967, um grupo de cientistas e advogados fundou a Environmental Defense (mais tarde Environmental Defense Fund, EDF) com o objetivo específico de decretar a proibição do DDT. Victor Yannacone, Charles Wurster, Art Cooley e outros do grupo testemunharam mortes de pássaros ou declínios nas populações de pássaros e suspeitaram que o DDT fosse a causa. Em sua campanha contra o produto químico, a EDF solicitou ao governo a proibição e entrou com ações judiciais. Por volta dessa época, o toxicologista David Peakall estava medindo os níveis de DDE nos ovos de falcões peregrinos e condores da Califórnia e descobrindo que o aumento dos níveis correspondia a cascas mais finas.

Em resposta a um processo da EDF, o Tribunal Distrital de Apelações dos EUA em 1971 ordenou que a EPA iniciasse o procedimento de cancelamento do registro do DDT. Após um processo inicial de revisão de seis meses, William Ruckelshaus, o primeiro Administrador da Agência, rejeitou a suspensão imediata do registro do DDT, citando estudos da equipe interna da EPA afirmando que o DDT não era uma ameaça iminente perigo. No entanto, essas descobertas foram criticadas, pois foram realizadas principalmente por entomologistas econômicos herdados do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, que muitos ambientalistas consideravam tendenciosos para o agronegócio e subestimavam as preocupações com a saúde humana e a vida selvagem. A decisão, portanto, criou polêmica.

A EPA realizou sete meses de audiências em 1971–1972, com cientistas dando provas a favor e contra o DDT. No verão de 1972, a Ruckelshaus anunciou o cancelamento da maioria dos usos do DDT - isentando os usos de saúde pública sob algumas condições. Mais uma vez, isso causou polêmica. Imediatamente após o anúncio, tanto a EDF quanto os fabricantes de DDT entraram com uma ação contra a EPA. Muitos na comunidade agrícola estavam preocupados com o impacto severo da produção de alimentos, enquanto os defensores dos pesticidas alertavam para o aumento de surtos de doenças transmitidas por insetos e questionavam a precisão de dar aos animais grandes quantidades de pesticidas para o potencial de câncer. A indústria procurou anular a proibição, enquanto a EDF queria uma proibição abrangente. Os casos foram consolidados e, em 1973, o Tribunal de Apelações dos Estados Unidos para o Circuito do Distrito de Columbia decidiu que a EPA havia agido corretamente ao proibir o DDT. No final da década de 1970, a EPA também começou a proibir os organoclorados, pesticidas quimicamente semelhantes ao DDT. Estes incluíram aldrin, dieldrin, clordano, heptacloro, texafeno e mirex.

Alguns usos do DDT continuaram sob a isenção de saúde pública. Por exemplo, em junho de 1979, o Departamento de Serviços de Saúde da Califórnia foi autorizado a usar DDT para suprimir vetores de pulgas da peste bubônica. O DDT continuou a ser produzido nos Estados Unidos para o mercado externo até 1985, quando mais de 300 toneladas foram exportadas.

Restrições de uso internacional

Nas décadas de 1970 e 1980, o uso agrícola foi proibido na maioria dos países desenvolvidos, começando com a Hungria em 1968 – embora na prática tenha continuado a ser usado pelo menos até 1970. Isso foi seguido pela Noruega e Suécia em 1970, Alemanha Ocidental e Estados Unidos em 1972, mas não no Reino Unido até 1984.

Em contraste com a Alemanha Ocidental, na República Democrática Alemã o DDT foi usado até 1988. Especialmente relevantes foram as aplicações em larga escala na silvicultura nos anos 1982-1984, com o objetivo de combater o besouro da casca e a mariposa do pinheiro. Como consequência, as concentrações de DDT nos solos florestais do leste da Alemanha ainda são significativamente mais altas em comparação com os solos dos antigos estados do oeste da Alemanha.

Em 1991, proibições totais, inclusive para controle de doenças, estavam em vigor em pelo menos 26 países; por exemplo, Cuba em 1970, os EUA na década de 1980, Cingapura em 1984, Chile em 1985 e a República da Coreia em 1986.

A Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes, que entrou em vigor em 2004, proibiu globalmente vários poluentes orgânicos persistentes e restringiu o uso de DDT para controle de vetores. A convenção foi ratificada por mais de 170 países. Reconhecendo que a eliminação total em muitos países propensos à malária é atualmente inviável sem alternativas acessíveis/eficazes, a convenção isenta o uso de saúde pública dentro das diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS) da proibição. A Resolução 60.18 da Assembleia Mundial da Saúde compromete a OMS com o objetivo da Convenção de Estocolmo de reduzir e, por fim, eliminar o DDT. A Malaria Foundation International declara, "O resultado do tratado é indiscutivelmente melhor do que o status quo nas negociações. Pela primeira vez, existe um inseticida restrito apenas ao controle de vetores, o que significa que a seleção de mosquitos resistentes será mais lenta do que antes."

Apesar da proibição mundial, o uso agrícola continuou na Índia, Coreia do Norte e possivelmente em outros lugares. A partir de 2013, cerca de 3.000 a 4.000 toneladas de DDT foram produzidas para controle de vetores de doenças, incluindo 2.786 toneladas na Índia. O DDT é aplicado nas paredes internas das casas para matar ou repelir mosquitos. Essa intervenção, chamada de pulverização residual interna (IRS), reduz muito os danos ambientais. Também reduz a incidência de resistência ao DDT. Para efeito de comparação, o tratamento de 40 hectares (99 acres) de algodão durante uma típica estação de cultivo nos EUA requer a mesma quantidade de produto químico para tratar cerca de 1.700 residências.

Impacto ambiental

Degradação de DDT para formar DDE (por eliminação de HCl, esquerda) e DDD (por decloração redutora, direita)

O DDT é um poluente orgânico persistente que é facilmente adsorvido a solos e sedimentos, que podem atuar tanto como sumidouros quanto como fontes de exposição de longo prazo que afetam os organismos. Dependendo das condições ambientais, sua meia-vida no solo pode variar de 22 dias a 30 anos. Rotas de perda e degradação incluem escoamento, volatilização, fotólise e biodegradação aeróbica e anaeróbica. Devido às propriedades hidrofóbicas, nos ecossistemas aquáticos, o DDT e seus metabólitos são absorvidos por organismos aquáticos e adsorvidos em partículas suspensas, deixando pouco DDT dissolvido na água (no entanto, sua meia-vida em ambientes aquáticos é listada pelo National Pesticide Information Center como 150 anos). Seus produtos de decomposição e metabólitos, DDE e DDD, também são persistentes e possuem propriedades físicas e químicas semelhantes. O DDT e seus produtos de degradação são transportados de áreas mais quentes para o Ártico pelo fenômeno da destilação global, onde então se acumulam na cadeia alimentar da região.

Pesquisadores médicos em 1974 encontraram uma diferença mensurável e significativa na presença de DDT no leite humano entre mães que viviam em New Brunswick e mães que viviam na Nova Escócia, "possivelmente devido ao uso mais amplo de sprays de inseticida em o passado".

Devido às suas propriedades lipofílicas, o DDT pode bioacumular, especialmente em aves predadoras. O DDT é tóxico para uma ampla gama de organismos vivos, incluindo animais marinhos como lagostins, dafnídeos, camarões marinhos e muitas espécies de peixes. DDT, DDE e DDD ampliam a cadeia alimentar, com predadores de ponta, como aves de rapina, concentrando mais produtos químicos do que outros animais no mesmo ambiente. Eles são armazenados principalmente na gordura corporal. DDT e DDE são resistentes ao metabolismo; em humanos, suas meias-vidas são de 6 e até 10 anos, respectivamente. Nos Estados Unidos, esses produtos químicos foram detectados em quase todas as amostras de sangue humano testadas pelos Centros de Controle de Doenças em 2005, embora seus níveis tenham diminuído drasticamente desde que a maioria dos usos foi proibida. A ingestão dietética estimada diminuiu, embora os testes de alimentos da FDA geralmente detectem isso.

Apesar de ter sido banido por muitos anos, em 2018 pesquisas mostraram que os resíduos de DDT ainda estão presentes em solos europeus e rios espanhóis.

Desbaste da casca do ovo

O produto químico e seus produtos de decomposição DDE e DDD causaram o afinamento da casca do ovo e declínios populacionais em várias espécies de aves de rapina norte-americanas e europeias. Ambos os experimentos de laboratório e estudos de campo confirmaram esse efeito. O efeito foi comprovado pela primeira vez de forma conclusiva em Bellow Island, no Lago Michigan, durante estudos financiados pela Universidade de Michigan sobre as gaivotas-prateadas americanas em meados da década de 1960. O desbaste da casca do ovo relacionado ao DDE é considerado uma das principais razões para o declínio da águia americana, do pelicano marrom, do falcão peregrino e da águia pesqueira. No entanto, as aves variam em sua sensibilidade a esses produtos químicos, com aves de rapina, aves aquáticas e pássaros canoros sendo mais suscetíveis do que galinhas e espécies relacionadas. Mesmo em 2010, os condores da Califórnia que se alimentam de leões marinhos em Big Sur, que por sua vez se alimentam na área de Palos Verdes Shelf do local do Montrose Chemical Superfund, exibiram problemas contínuos de casca fina, embora o papel do DDT no declínio da Califórnia condor é disputado.

O mecanismo biológico de emagrecimento não é totalmente compreendido, mas o DDE parece ser mais potente que o DDT, e fortes evidências indicam que p,p'-DDE inibe o cálcio ATPase na membrana da glândula da casca e reduz o transporte de carbonato de cálcio do sangue para a glândula da casca do ovo. Isso resulta em uma redução de espessura dependente da dose. Outras evidências indicam que o,p'-DDT interrompe o desenvolvimento do trato reprodutivo feminino, prejudicando posteriormente a qualidade da casca do ovo. Múltiplos mecanismos podem estar em ação, ou diferentes mecanismos podem operar em diferentes espécies.

Saúde humana

Um soldado dos EUA está demonstrando equipamento de pulverização manual DDT. DDT foi usado para controlar a propagação de piolhos portadores de tifo.

Pulverização de camas hospitalares com DDT, Hospital PAIGC de Ziguinchor, 1973

A biomagnificação é a construção de toxinas em uma cadeia alimentar. A concentração de DDT está em partes por milhão. À medida que o nível trófico aumenta em uma cadeia alimentar, a quantidade de acumulação tóxico também aumenta. Os X's representam a quantidade de tóxica acumulando à medida que o nível trófico aumenta. As toxinas constroem-se nos tecidos do organismo e na gordura. Os predadores acumulam toxinas superiores às presas.

O DDT é um disruptor endócrino. É considerado provavelmente um carcinógeno humano, embora a maioria dos estudos sugira que não seja diretamente genotóxico. O DDE atua como um fraco antagonista do receptor de androgênio, mas não como um estrogênio. p,p'-DDT, DDT's componente principal, tem pouca ou nenhuma atividade androgênica ou estrogênica. O componente secundário o,p'-DDT tem fraca atividade estrogênica.

Toxicidade aguda

O DDT é classificado como "moderadamente tóxico" pelo Programa Nacional de Toxicologia dos EUA (NTP) e "moderadamente perigoso" pela OMS, com base no LD50 oral de rato de 113 mg/kg. A exposição indireta é considerada relativamente não tóxica para os seres humanos.

Toxicidade crônica

Primeiramente devido à tendência do DDT se acumular em áreas do corpo com alto teor de lipídios, a exposição crônica pode afetar as capacidades reprodutivas e o embrião ou feto.

• Um artigo de revisão em O Lancet estados: "A pesquisa mostrou que a exposição ao DDT em quantidades que seriam necessárias no controle da malária pode causar o nascimento prematuro e o desmame precoce... evidências toxicológicas mostram propriedades endocrinas-disrupção; os dados humanos também indicam possíveis rupturas na qualidade do sêmen, menstruação, comprimento gestacional e duração da lactação".
• Outros estudos documentam diminui na qualidade do sêmen entre os homens com altas exposições (geralmente de pulverização residual interna).
• Os estudos são inconsistentes sobre se os níveis de DDT no sangue elevado ou DDE aumentam o tempo de gravidez. Em mães com níveis elevados de soro sanguíneo DDE, as filhas podem ter até um aumento de 32% na probabilidade de conceber, mas os níveis de DDT aumentados têm sido associados com uma diminuição de 16% em um estudo.
• A exposição indireta de mães através de trabalhadores diretamente em contato com DDT está associada a um aumento no aborto espontâneo.
• Outros estudos descobriram que DDT ou DDE interferem na função tireóide adequada na gravidez e na infância.
• As mães com altos níveis de DDT circulando em seu sangue durante a gravidez foram mais propensas a dar à luz a crianças que iriam para desenvolver o autismo.

Carcinogenicidade

Em 2015, a Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer classificou o DDT como Grupo 2A "provavelmente cancerígeno para humanos". Avaliações anteriores do Programa Nacional de Toxicologia dos EUA classificaram-no como "razoavelmente considerado cancerígeno" e pela EPA classificou DDT, DDE e DDD como classe B2 "provável" cancerígenos; essas avaliações foram baseadas principalmente em estudos com animais.

Uma revisão do Lancet de 2005 afirmou que a exposição ocupacional ao DDT foi associada ao aumento do risco de câncer de pâncreas em 2 estudos de caso-controle, mas outro estudo não mostrou nenhuma associação dose-efeito de DDE. Os resultados sobre uma possível associação com câncer de fígado e câncer do trato biliar são conflitantes: trabalhadores que não tiveram contato ocupacional direto com DDT apresentaram risco aumentado. Homens brancos tiveram um risco aumentado, mas não mulheres brancas ou homens negros. Os resultados sobre uma associação com mieloma múltiplo, câncer de próstata e testículo, câncer de endométrio e câncer colorretal foram inconclusivos ou geralmente não suportam uma associação. Uma revisão de estudos de câncer de fígado de 2017 concluiu que "pesticidas organoclorados, incluindo DDT, podem aumentar o risco de carcinoma hepatocelular".

Uma revisão de 2009, cujos co-autores incluíram pessoas envolvidas em litígios relacionados ao DDT, chegou a conclusões amplamente semelhantes, com uma associação equívoca com câncer testicular. Estudos de caso-controle não apoiaram uma associação com leucemia ou linfoma.

Câncer de mama

A questão de saber se DDT ou DDE são fatores de risco no câncer de mama não foi respondida de forma conclusiva. Várias meta-análises de estudos observacionais concluíram que não há relação geral entre a exposição ao DDT e o risco de câncer de mama. O Instituto de Medicina dos Estados Unidos revisou dados sobre a associação de câncer de mama com exposição ao DDT em 2012 e concluiu que uma relação causal não poderia ser provada nem refutada.

Um estudo de caso-controle de 2007 usando amostras de sangue arquivadas descobriu que o risco de câncer de mama aumentava 5 vezes entre as mulheres que nasceram antes de 1931 e que tinham altos níveis séricos de DDT em 1963. O raciocínio de que o uso de DDT se tornou generalizado em 1945 e atingiu o pico por volta de 1950, eles concluíram que as idades de 14 a 20 anos eram um período crítico no qual a exposição ao DDT leva a um risco aumentado. Este estudo, que sugere uma conexão entre a exposição ao DDT e o câncer de mama que não seria captado pela maioria dos estudos, recebeu comentários variados em revisões de terceiros. Uma revisão sugeriu que "estudos anteriores que mediram a exposição em mulheres mais velhas podem ter perdido o período crítico". O Programa Nacional de Toxicologia observa que, embora a maioria dos estudos não tenha encontrado uma relação entre a exposição ao DDT e o câncer de mama, associações positivas foram observadas em "alguns estudos entre mulheres com níveis mais altos de exposição e entre certos subgrupos de mulheres". 34;.

Um estudo de controle de caso de 2015 identificou uma ligação (odds ratio 3,4) entre a exposição no útero (estimada a partir de amostras de sangue materno arquivadas) e o diagnóstico de câncer de mama em filhas. As descobertas "apoiam a classificação do DDT como um desregulador endócrino, um preditor de câncer de mama e um marcador de alto risco".

Controle da malária

A malária continua sendo o principal desafio de saúde pública em muitos países. Em 2015, houve 214 milhões de casos de malária em todo o mundo, resultando em cerca de 438.000 mortes, 90% das quais ocorreram na África. O DDT é uma das muitas ferramentas para combater a doença. Seu uso neste contexto foi chamado de tudo, desde uma "arma milagrosa [que é] como a criptonita para os mosquitos", até o "colonialismo tóxico".

Antes do DDT, a eliminação dos criadouros de mosquitos por drenagem ou envenenamento com verde Paris ou piretro às vezes era bem-sucedida. Em partes do mundo com padrões de vida crescentes, a eliminação da malária foi muitas vezes um benefício colateral da introdução de telas nas janelas e saneamento melhorado. Uma variedade de intervenções geralmente simultâneas representa a melhor prática. Estes incluem medicamentos antimaláricos para prevenir ou tratar infecções; melhorias na infra-estrutura de saúde pública para diagnosticar, sequestrar e tratar indivíduos infectados; mosquiteiros e outros métodos destinados a impedir que os mosquitos piquem os seres humanos; e estratégias de controle de vetores, como larvacidas com inseticidas, controles ecológicos, como drenar criadouros de mosquitos ou introduzir peixes para comer larvas e pulverização residual interna (IRS) com inseticidas, possivelmente incluindo DDT. A PRI envolve o tratamento de paredes e tetos interiores com inseticidas. É particularmente eficaz contra mosquitos, uma vez que muitas espécies descansam em uma parede interna antes ou depois de se alimentarem. O DDT é um dos 12 inseticidas IRS aprovados pela OMS.

A campanha antimalária da OMS nas décadas de 1950 e 1960 baseou-se fortemente no DDT e os resultados foram promissores, embora temporários nos países em desenvolvimento. Os especialistas vinculam o ressurgimento da malária a vários fatores, incluindo má liderança, gestão e financiamento de programas de controle da malária; pobreza; agitação civil; e aumento da irrigação. A evolução da resistência aos medicamentos de primeira geração (por exemplo, cloroquina) e aos inseticidas exacerbou a situação. A resistência foi amplamente alimentada pelo uso agrícola irrestrito. A resistência e os danos aos seres humanos e ao meio ambiente levaram muitos governos a restringir o uso do DDT no controle de vetores e na agricultura. Em 2006, a OMS reverteu uma política de longa data contra o DDT, recomendando que fosse usado como pesticida interno em regiões onde a malária é um grande problema.

Em tempos o esteio das campanhas anti-malária, em 2008 apenas 12 países usavam o DDT, incluindo a Índia e alguns estados da África Austral, embora se esperasse que o número aumentasse.

Eficácia inicial

Quando foi introduzido na Segunda Guerra Mundial, o DDT foi eficaz na redução da morbidade e mortalidade da malária. A campanha antimalária da OMS, que consistia principalmente em pulverizar DDT e tratamento rápido e diagnóstico para interromper o ciclo de transmissão, também foi bem-sucedida inicialmente. Por exemplo, no Sri Lanka, o programa reduziu os casos de cerca de um milhão por ano antes da pulverização para apenas 18 em 1963 e 29 em 1964. Posteriormente, o programa foi interrompido para economizar dinheiro e a malária recuperou para 600.000 casos em 1968 e no primeiro trimestre de 1969. O país retomou o controle do vetor DDT, mas os mosquitos desenvolveram resistência nesse ínterim, presumivelmente devido ao uso contínuo na agricultura. O programa mudou para malathion, mas apesar dos sucessos iniciais, a malária continuou a ressurgir na década de 1980.

O DDT permanece na lista da OMS de inseticidas recomendados para IRS. Após a nomeação de Arata Kochi como chefe de sua divisão antimalária, a política da OMS passou de recomendar o IRS apenas em áreas de transmissão sazonal ou episódica da malária para defendê-lo em áreas de transmissão contínua e intensa. A OMS reafirmou seu compromisso com a eliminação gradual do DDT, com o objetivo de "alcançar um corte de 30% na aplicação de DDT em todo o mundo até 2014 e sua eliminação total até o início dos anos 2020, se não antes" ao mesmo tempo em que combate a malária. A OMS planeja implementar alternativas ao DDT para atingir esse objetivo.

A África do Sul continua a usar o DDT de acordo com as diretrizes da OMS. Em 1996, o país mudou para inseticidas alternativos e a incidência de malária aumentou dramaticamente. O retorno ao DDT e a introdução de novos medicamentos trouxeram a malária de volta ao controle. Os casos de malária aumentaram na América do Sul depois que os países desse continente pararam de usar o DDT. Os dados da pesquisa mostraram uma forte relação negativa entre a pulverização domiciliar residual de DDT e a malária. Em uma pesquisa de 1993 a 1995, o Equador aumentou seu uso de DDT e conseguiu uma redução de 61% nas taxas de malária, enquanto cada um dos outros países que diminuíram gradualmente seu uso de DDT teve grandes aumentos.

Resistência a mosquitos

Em algumas áreas, a resistência reduziu a eficácia do DDT. As diretrizes da OMS exigem que a ausência de resistência seja confirmada antes de usar o produto químico. A resistência deve-se em grande parte ao uso agrícola, em quantidades muito maiores do que o necessário para a prevenção de doenças.

A resistência foi observada no início das campanhas de pulverização. Paul Russell, ex-chefe da campanha Allied Anti-Malaria, observou em 1956 que "a resistência apareceu depois de seis ou sete anos". A resistência foi detectada no Sri Lanka, Paquistão, Turquia e América Central e foi amplamente substituída por inseticidas organofosforados ou carbamatos, por ex. malation ou bendiocarbe.

Em muitas partes da Índia, o DDT é ineficaz. Usos agrícolas foram proibidos em 1989 e seu uso antimalárico vem diminuindo. O uso urbano acabou. Um estudo concluiu que "DDT ainda é um inseticida viável em pulverização residual interna devido à sua eficácia em operação de pulverização bem supervisionada e alto fator de excito-repelência."

Estudos de mosquitos vetores da malária na província de KwaZulu-Natal, África do Sul, encontraram suscetibilidade a 4% DDT (padrão de suscetibilidade da OMS), em 63% das amostras, em comparação com a média de 87% no mesmo espécies capturadas a céu aberto. Os autores concluíram que "Encontrar resistência ao DDT no vetor An. arabiensis, perto da área onde relatamos anteriormente resistência a piretróides no vetor An. funestus Giles, indica uma necessidade urgente de desenvolver uma estratégia de gestão de resistência a inseticidas para os programas de controle da malária da África Austral."

O DDT ainda pode ser eficaz contra mosquitos resistentes e evitar que os mosquitos borrifem as paredes com DDT é um benefício adicional do produto químico. Por exemplo, um estudo de 2007 relatou que mosquitos resistentes evitavam cabanas tratadas. Os pesquisadores argumentaram que o DDT era o melhor pesticida para uso em IRS (embora não oferecesse a maior proteção contra mosquitos dos três produtos químicos testados) porque os outros pesticidas funcionavam principalmente matando ou irritando os mosquitos – encorajando o desenvolvimento de resistência. Outros argumentam que o comportamento de evitação retarda a erradicação. Ao contrário de outros inseticidas, como os piretróides, o DDT requer longa exposição para acumular uma dose letal; no entanto, sua propriedade irritante encurta os períodos de contato. “Por essas razões, quando as comparações foram feitas, geralmente se consegue um melhor controle da malária com piretróides do que com DDT”. Na Índia, dormir ao ar livre e tarefas noturnas são comuns, o que implica que "o efeito excito-repelente do DDT, frequentemente relatado como útil em outros países, na verdade promove a transmissão ao ar livre".

Residentes' preocupações

O IRS é eficaz se pelo menos 80% das casas e celeiros em uma área residencial forem pulverizados. Taxas de cobertura mais baixas podem comprometer a eficácia do programa. Muitos moradores resistem à pulverização de DDT, contestando o cheiro persistente, as manchas nas paredes e a potencial exacerbação de problemas com outras pragas de insetos. Inseticidas piretróides (por exemplo, deltametrina e lambda-cialotrina) podem superar alguns desses problemas, aumentando a participação.

Exposição humana

Um estudo de 1994 descobriu que os sul-africanos que vivem em casas pulverizadas têm níveis que são várias ordens de magnitude maiores do que outros. O leite materno de mães sul-africanas contém altos níveis de DDT e DDE. Não está claro até que ponto esses níveis surgem da pulverização doméstica versus resíduos de alimentos. Evidências indicam que esses níveis estão associados a anormalidades neurológicas infantis.

A maioria dos estudos sobre os efeitos do DDT na saúde humana foi realizada em países desenvolvidos onde o DDT não é usado e a exposição é relativamente baixa.

O desvio ilegal para a agricultura também é uma preocupação, pois é difícil de prevenir e seu uso posterior nas lavouras é descontrolado. Por exemplo, o uso de DDT é generalizado na agricultura indiana, particularmente na produção de manga e é supostamente usado por bibliotecários para proteger livros. Outros exemplos incluem a Etiópia, onde o DDT destinado ao controle da malária é supostamente usado na produção de café, e Gana, onde é usado para pesca. Os resíduos nas lavouras em níveis inaceitáveis para exportação têm sido um fator importante nas proibições em vários países tropicais. Somando-se a este problema está a falta de pessoal qualificado e de gestão.

Crítica às restrições ao uso do DDT

Restrições ao uso do DDT foram criticadas por algumas organizações que se opõem ao movimento ambientalista, incluindo Roger Bate, do grupo pró-DDT, Africa Fighting Malaria, e o think tank libertário Competitive Enterprise Institute; essas fontes se opõem às restrições ao DDT e atribuem um grande número de mortes a essas restrições, às vezes na casa dos milhões. Esses argumentos foram rejeitados como "ultrajantes" pelo ex-cientista da OMS, Sócrates Litsios. May Berenbaum, entomologista da Universidade de Illinois, diz: "culpar os ambientalistas que se opõem ao DDT por mais mortes do que Hitler é pior do que irresponsável". Mais recentemente, Michael Palmer, professor de química da Universidade de Waterloo, apontou que o DDT ainda é usado para prevenir a malária, que seu uso declinante se deve principalmente ao aumento dos custos de fabricação e que, na África, os esforços para controlar a malária foram regionais ou locais, não abrangentes.

Críticas a um "ban" freqüentemente fazem referência específica à proibição dos Estados Unidos de 1972 (com a implicação errônea de que isso constituiu uma proibição mundial e proibiu o uso de DDT no controle de vetores). Frequentemente, é feita referência a Silent Spring, embora Carson nunca tenha pressionado pela proibição do DDT. John Quiggin e Tim Lambert escreveram: "a característica mais marcante da reclamação contra Carson é a facilidade com que pode ser refutada".

O jornalista investigativo Adam Sarvana e outros caracterizam essas noções como "mitos" promovido principalmente por Roger Bate do grupo de defesa pró-DDT Africa Fighting Malaria (AFM).

Alternativas

Inseticidas

Inseticidas organofosforados e carbamatos, por ex. malathion e bendiocarb, respectivamente, são mais caros que o DDT por quilograma e são aplicados aproximadamente na mesma dosagem. Piretroides como deltametrina também são mais caros do que o DDT, mas são aplicados com mais moderação (0,02–0,3 g/m² vs 1–2 g/m²), então o o custo líquido por casa por tratamento é aproximadamente o mesmo. O DDT tem um dos períodos de eficácia residual mais longos de qualquer inseticida IRS, com duração de 6 a 12 meses. Os piretróides permanecerão ativos por apenas 4 a 6 meses, e os organofosforados e carbamatos permanecerão ativos por 2 a 6 meses. Em muitos países onde a malária é endêmica, a transmissão da malária ocorre durante todo o ano, o que significa que as altas despesas de realização de uma campanha de pulverização (incluindo contratação de operadores de pulverização, aquisição de inseticidas e realização de campanhas de divulgação pré-pulverização para encorajar as pessoas a ficarem em casa e aceitarem a intervenção) precisará ocorrer várias vezes por ano para esses inseticidas de curta duração.

Em 2019, o composto relacionado difluorodifeniltricloroetano (DFDT) foi descrito como uma alternativa potencialmente mais eficaz e, portanto, potencialmente mais segura ao DDT.

Controle vetorial não químico

Antes do DDT, a malária foi eliminada ou reduzida com sucesso em várias áreas tropicais, removendo ou envenenando os criadouros de mosquitos e habitats de larvas, por exemplo, eliminando água parada. Esses métodos tiveram pouca aplicação na África por mais de meio século. De acordo com o CDC, esses métodos não são práticos na África porque o "Anopheles gambiae, um dos principais vetores da malária na África, se reproduz em várias pequenas poças de água que se formam devido às chuvas. É difícil, se não impossível, prever quando e onde os criadouros se formarão, e localizá-los e tratá-los antes que os adultos surjam."

A eficácia relativa do IRS versus outras técnicas de controle da malária (por exemplo, mosquiteiros ou acesso imediato a medicamentos antimaláricos) varia e depende das condições locais.

Um estudo da OMS divulgado em janeiro de 2008 descobriu que a distribuição em massa de mosquiteiros tratados com inseticida e medicamentos à base de artemisinina reduziu as mortes por malária pela metade em Ruanda e Etiópia, afetadas pela malária. A PRI com DDT não desempenhou um papel importante na redução da mortalidade nesses países.

O Vietnã teve uma queda nos casos de malária e uma redução de 97% na mortalidade depois de mudar em 1991 de uma campanha mal financiada baseada em DDT para um programa baseado em tratamento imediato, mosquiteiros e inseticidas do grupo piretróide.

No México, estratégias químicas e não químicas eficazes e acessíveis foram tão bem-sucedidas que a fábrica mexicana de DDT interrompeu a produção devido à falta de demanda.

Uma revisão de quatorze estudos na África subsaariana, abrangendo mosquiteiros tratados com inseticida, pulverização residual, quimioprofilaxia para crianças, quimioprofilaxia ou tratamento intermitente para mulheres grávidas, uma vacina hipotética e mudança no tratamento medicamentoso de primeira linha, concluiu que a tomada de decisões é limitada pela falta de informação sobre os custos e efeitos de muitas intervenções, o pequeno número de análises de custo-efetividade, a falta de evidência sobre os custos e efeitos de pacotes de medidas e os problemas em generalizar ou comparar estudos que se relacionam com configurações específicas e usar diferentes metodologias e medidas de resultados. As duas estimativas de custo-efetividade da pulverização residual de DDT examinadas não forneceram uma estimativa precisa da relação custo-efetividade da pulverização de DDT; as estimativas resultantes podem não ser boas previsões de custo-efetividade nos programas atuais.

No entanto, um estudo na Tailândia descobriu que o custo por caso de malária evitado com a pulverização de DDT (US$ 1,87) é 21% maior do que o custo por caso evitado com mosquiteiros tratados com lambda-cialotrina (US$ 1,54), lançando algumas dúvidas sobre a suposição de que o DDT era a medida mais econômica. O diretor do programa de controle da malária do México encontrou resultados semelhantes, declarando que era 25% mais barato para o México borrifar uma casa com piretróides sintéticos do que com DDT. No entanto, outro estudo na África do Sul constatou custos geralmente mais baixos para a pulverização de DDT do que para mosquiteiros impregnados.

Uma abordagem mais abrangente para medir a relação custo-eficácia ou eficácia do controle da malária não mediria apenas o custo em dólares, bem como o número de pessoas salvas, mas também consideraria os danos ecológicos e os impactos negativos na saúde humana. Um estudo preliminar descobriu que é provável que o prejuízo para a saúde humana se aproxime ou exceda as reduções benéficas nos casos de malária, exceto talvez nas epidemias. É semelhante ao estudo anterior sobre a mortalidade infantil teórica estimada causada pelo DDT e sujeito às críticas também mencionadas anteriormente.

Um estudo nas Ilhas Salomão descobriu que "embora os mosquiteiros impregnados não possam substituir totalmente a pulverização de DDT sem um aumento substancial na incidência, seu uso permite uma pulverização reduzida de DDT".

Uma comparação de quatro programas bem-sucedidos contra a malária no Brasil, Índia, Eritreia e Vietnã não endossa nenhuma estratégia única, mas afirma: "Fatores comuns de sucesso incluíram condições propícias do país, uma abordagem técnica direcionada usando um pacote de ferramentas, tomada de decisão baseada em dados, liderança ativa em todos os níveis de governo, envolvimento das comunidades, implementação descentralizada e controle das finanças, capacidade técnica e gerencial qualificada nos níveis nacional e subnacional, apoio técnico e programático prático do parceiro agências e financiamento suficiente e flexível."

Mosquitos resistentes ao DDT podem ser suscetíveis a piretróides em alguns países. No entanto, a resistência aos piretróides em mosquitos Anopheles está aumentando com mosquitos resistentes encontrados em vários países.