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Pesticides and human health [Elektronische Ressource] : an economic approach to evaluation / von Hildegard Garming

-

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Pesticides and Human Health – An Economic Approach to Evaluation Von der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover zur Erlangung des akademischen Grades Doktorin der Wirtschaftswissenschaften - Doctor rerum politicarum – genehmigte Dissertation von Dipl.-Ing. agr. Hildegard Garming Geboren am 05. Juni 1974 in Gronau 2008 Erstgutachter: Prof. Dr. Hermann Waibel Institut für Entwicklungs- und Agrarökonomik Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Zweitgutachterin: Prof. Dr. Ulrike Grote für Umweltökonomik und Welthandel Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät Tag der Promotion: Montag, 23. Juni 2008 ii Dedication Für Johannes, Maria und Eva iii Acknowledgements This dissertation would not have been possible without the generous support of many persons, to whom I feel very grateful. First of all I want to express my deep gratitude to Prof. Dr. Hermann Waibel, for giving me the opportunity to conduct this study. His support and advice at all stages of this research project contributed essentially to this dissertation and are highly appreciated.

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Published 01 January 2008
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Language English



Pesticides and Human Health – An Economic
Approach to Evaluation








Von der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
zur Erlangung des akademischen Grades


Doktorin der Wirtschaftswissenschaften
- Doctor rerum politicarum –


genehmigte Dissertation

von



Dipl.-Ing. agr. Hildegard Garming
Geboren am 05. Juni 1974 in Gronau




2008















Erstgutachter: Prof. Dr. Hermann Waibel
Institut für Entwicklungs- und Agrarökonomik
Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Zweitgutachterin: Prof. Dr. Ulrike Grote für Umweltökonomik und Welthandel
Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Tag der Promotion: Montag, 23. Juni 2008

ii
Dedication





Für Johannes, Maria und Eva
iii
Acknowledgements

This dissertation would not have been possible without the generous support of many
persons, to whom I feel very grateful.
First of all I want to express my deep gratitude to Prof. Dr. Hermann Waibel, for giving
me the opportunity to conduct this study. His support and advice at all stages of this
research project contributed essentially to this dissertation and are highly appreciated.
Through his enthusiasm for research in developing countries he provides an inspiring
and motivating research environment at the Institute of Development and Agricultural
Economics of the Gottfried Wilhelm Leibniz University of Hannover, which made it a
pleasure and privilege for me to work there.
I want to thank the European Commission and the GTZ, who provided funds for the
field research in Nicaragua through their IPMEurope network.
The IPM project of the Centro Agronomico Tropical de Investigación y Enseñanza
(CATIE) in Nicaragua hosted the field research. My thanks are due to the whole project
team and the project leader Dr. Falguni Guharay, for their generous support in
organizing the field work, for helpful suggestions and many interesting and stimulating
discussions about the research work. I am grateful to Elia Kuan and Mirna Barrios for
their friendship and hospitality during my whole stay in Nicaragua.
I owe many thanks to the Nicaraguan vegetable farmers who gave me a warm
welcome to their villages and cooperated in this study by providing the data about their
households and crop production. Special thanks go to my enumerators, Mauda
Obando, Ileana Porras and Leoncio Romero for their efforts to collect high quality data.
I would like to express my gratitude to all my colleagues at the Institute of Development
and Agricultural Economics. I especially want to mention Hippolyte Affagnon, Diemuth
Pemsl, Thanaporn Krasuaytong, Iris Goy and Walter Dirksmeyer who supported me
throughout my work. My appreciation also goes to Florian Heinrichs and Renate Nause
for their assistance.
For their contribution to the editing of the final draft, I want to thank Don Williams and
Diana Gehrling.


iv
I want to thank my parents and brothers and their families for all their love and
encouragement and support. And especially my husband who supported me at all
times and contributed invaluably to the data collection, discussion and interpretation of
the data and results.

Hildegard Garming
May 2008

v
Abstract
Pesticide poisoning is a major health problem for farmers in developing countries. In
order to assess different strategies to recide pesticide poisoning among farmers and to
be able to design more effective policies, an economic evaluation of pesticide health
risks is needed. The objective of this dissertation is to provide an economic evaluation
of the health costs of pesticides from the farmers’ perspective in the case of
Nicaraguan vegetable producers and to analyse their choices concerning pesticide use
and adoption of alternative pest management technology.
An analysis of pesticide exposure and incidence of pesticide poisoning is provided,
based on data from a season-long production input monitoring survey of 191 vegetable
farmers. The relationship between pesticide exposure and the number of poisoning
symptoms reported by the farmers could be established using a zero-inflated Poisson
regression model.
A second survey, designed as recall survey of a sample of 433 farmers, provided the
data base to address the questions of the adoption of alternative pest control practices
and the valuation of pesticide health costs using a willingness-to-pay approach.
The analysis of the farmers’ valuation of pesticide health risks revealed that farmers
would be willing to pay a premium of about 23% of current pesticide expenditure to
avoid pesticide health risks if that possibility existed. The validity of farmers’ valuation
of health risks could be established in a series of tests showing the consistency of the
results with economic theory.
The effect of pesticide health costs on the adoption of alternative pest management
practices was analysed using poisson regression methods. Adoption was measured in
two levels, the number of practices a farmer had tested on his farm and the number of
practices adopted into current practice after the testing. The results of the adoption
models revealed that previous experiences with pesticide poisoning increased the
number of practices tested by the farmer but had no effect on the current use of
practices. This shows that the adoption of IPM practices depends more on the
feasibility and effectiveness for pest control as established during the testing phase.
The use of some alternative pest control practices led to reductions in insecticide use
and also stimulated farmers to shift from hazardous to less toxic pesticides, which
confirms potential health benefits of the technology. However, other practices had no
effect and some even increased insecticide use.
vi
The presented study shows that farmers are aware of pesticide health risks and have a
positive willingness to pay to avoid both chronic and acute pesticide poisoning. Health
concerns can be a motivation for farmers to change their behaviour and test alternative
pest control practices. However, they need more and better information about health
effects of specific active ingredients and pesticides. This would allow farmers to make
their informed choices and to identify safer alternatives to the currently used hazardous
products.
For the evaluation of rural health policies or the welfare effects of bans of widely used
and highly hazardous pesticides, further studies are needed to provide a value
estimate of pesticide health costs on a national level.

Keywords:
Pesticide poisoning, willingness-to-pay approach, adoption of alternative pest control
practices, poisson regression, Nicaragua
vii
Kurzfassung
Pflanzenschutzmittelvergiftungen stellen nach wie vor ein wesentliches Gesundheits-
risiko für landwirtschaftliche Haushalte in Entwicklungsländern dar. Das Ziel der
vorliegenden Arbeit ist eine ökonomische Analyse der Gesundheitsrisiken von
Pflanzenschutzmitteln und deren Auswirkungen auf das Entscheidungsverhalten
bezüglich des Pflanzenschutzes im Gemüsebau im Falle von Kleinbauern in
Nicaragua.
Zunächst wurde der Zusammenhang zwischen der Pflanzenschutzmittelbelastung und
dem Auftreten von Vergiftungssymptomen analysiert. Die Datengrundlage dazu bildete
eine Haushaltsbefragung von 191 Betrieben mit monatlich wiederholten Interviews zu
Eckdaten der Produktion und des Pflanzenschutzmitteleinsatzes.
Eine zweite Erhebung von Primärdaten lieferte die Daten für eine Zahlungs-
bereitschaftsanalyse der Gesundheitskosten von Pflanzenschutzmitteln und der
Adoption von alternativen Pflanzenschutzmaßnahmen. Sie umfasste eine Stichprobe
von 433 Gemüsebaubetrieben.
Die Ergebnisse der Zahlungsbereitschaftsanalyse zeigen, dass die Befragten
Mehraufwendungen von etwa 23% der derzeitigen Pflanzenschutzmittelkosten
akzeptieren würden, wenn sie damit die chronischen und akuten Gesundheitsrisiken
von Pflanzenschutzmitteln vermeiden könnten.
Mittels Poissonregressionen wurde der Einfluß der Einstellung der Landwirte zu den
Gesundheitsrisiken von Pflanzenschutzmitteln auf die Übernahme von alternativen
Pflanzenschutzmaßnahmen modelliert. Zwei verschiedene Indikatoren wurden
verwandt, um die Adoption dieser Techniken auf zwei Ebenen darzustellen; zum einen
die Anzahl der Maßnahmen die der Landwirt praktisch getestet hatte, zum anderen die
Anzahl der Maßnahmen, die im vorhergehenden Jahr angewandt worden waren. Die
Ergebnisse der Modelle zeigen, dass vorherige Erfahrungen mit Pflanzenschutzmittel-
vergiftungen die Zahl der getesteten Maßnahmen erhöhte, jedoch keinen Einfluß auf
die derzeitige Verwendung hatte.
Eine Reduzierung des Insektizidaufwandes, und somit potentielle Verbesserungen für
die Gesundheit der Landwirte aufgrund der Verwendung von nicht-chemischen
Pflanzenschutzmaßnahmen, konnte teilweise festgestellt werden. Für einige dieser utzmaßnahmen wurde jedoch kein Effekt gefunden, andere wiederum
schienen den Insektizideinsatz sogar zu erhöhen.
viii
Die vorgestellte Arbeit zeigt, dass die Landwirte sich der Gesundheitsrisiken von
Pflanzenschutzmitteln bewußt sind. Sie haben eine positive Zahlungsbereitschaft für
die Vermeidung chronischer und akuter Vergiftungen und Gesundheit stellt für sie eine
Motivation für Verhaltensänderungen wie z. B. das Experimentieren mit neuen
Technologien dar. Es werden jedoch mehr und bessere Informationen über die
spezifischen Gesundheitsrisiken der verschiedenen Pflanzenschutzmittel benötigt. Dies
würde den Landwirten ermöglichen, sichere Alternativen zu den derzeitig genutzten
giftigen Mitteln zu identifizieren.
Zur Bewertung und Planung von gesundheitspolitischen Maßnahmen im ländlichen
Raum sind weitere Studien erforderlich, die ökonomische Bewertung von
Gesundheitsrisiken durch Pflanzenschutzmittel auf nationaler Ebene vornehmen.
Schlagwörter:
Pflanzenschutzmittelvergiftungen, Zahlungsbereitschaftsanalyse, Poisson-
Regressionsmodelle, alternative Pflanzenschutzmaßnahmen, Nicaragua
ix
Zusammenfassung

Pflanzenschutzmittelvergiftungen stellen nach wie vor ein wesentliches
Gesundheitsrisiko für landwirtschaftliche Haushalte in Entwicklungsländern dar. Das
Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine ökonomische Analyse der Gesundheitsrisiken von
Pflanzenschutzmitteln und deren Auswirkungen auf das Entscheidungsverhalten
bezüglich des Pflanzenschutzes im Gemüsebau im Falle von Kleinbauern in
Nicaragua.
Der Literaturüberblick im ersten Kapitel zeigt, dass die Vergiftungsraten in der
landwirtschaftlichen Bevölkerung in Entwicklungsländern weltweit auf ähnlichem
Niveau liegen. Jedoch sind die Daten über die Gesundheitseffekte von
Pflanzenschutzmitteln insgesamt lückenhaft und ein Großteil der utzmittelvergiftungen wird nicht in den offiziellen Gesundheitsstatistiken
erfasst. Die Gründe für mangelhafte Dokumentierung von Pflanzenschutz-
mittelvergiftungen von Landwirten umfassen z. B. die oft lückenhafte medizinische
Grundversorgung in ländlichen Gebieten, unzureichendes Wissen über chronische
Effekte und die Schwierigkeit der Zuordnung von Vergiftungssymptomen zu
spezifischen Pflanzenschutzmitteln, da die Bauern für gewöhnlich einer Vielzahl von
verschiedenen Produkten ausgesetzt sind. Internationale Organisationen,
Regierungen, sowie Nicht-Regierungsorganisationen und die Pflanzenschutzmittel-
industrie verfolgen unterschiedliche Strategien zur Reduzierung von Pflanzenschutz-
mittelvergiftungen von Landwirten, die allerdings bisher nur wenig Erfolg erzielt haben.
Um verschiedene Ansätze zu evaluieren und effektivere Maßnahmen zur Minimierung
der Vergiftungsraten zu entwickeln, ist eine ökonomische Bewertung der
Gesundheitsrisiken von Pflanzenschutzmitteln erforderlich. In Kapitel eins werden
Forschungslücken insbesondere im Bereich der umfassenden quantitativen Bewertung
der Gesundheitskosten der Pflanzenschutzmittel, der Analyse der individuellen
Auffassungen über die Gesundheitsrisiken seitens der Bauern und der daraus
folgenden Entscheidungen über die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln und
alternativer Pflanzenschutzmaßnahmen identifiziert.
Aufbauend auf der Diskussion von bisher verwandten Methoden der Bewertung von
Gesundheitskosten von Pflanzenschutzmitteln, wird im Kapitel zwei der methodische
Ansatz für die vorgelegte Forschungsarbeit entwickelt. Die Kosten von
Pflanzenschutzmittelvergiftungen werden zunächst gemessen in Form von Ausgaben
x