अध्ययन से पता चलता है कि कीटनाशकों के विघटन उत्पाद (मेटाबोलाइट्स) मूल यौगिकों से अधिक विषैले हो सकते हैं।

स्वच्छ वायु, जल और स्वस्थ मिट्टी पृथ्वी के चार मुख्य क्षेत्रों में परस्पर क्रिया करने वाले पारिस्थितिक तंत्रों के सुचारू संचालन के लिए अभिन्न अंग हैं, जो जीवन को बनाए रखने में सहायक होते हैं। हालांकि, विषाक्त कीटनाशक अवशेष पारिस्थितिक तंत्रों में सर्वव्यापी हैं और अक्सर मिट्टी, जल (ठोस और तरल दोनों) और परिवेशी वायु में अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) के मानकों से अधिक मात्रा में पाए जाते हैं। ये कीटनाशक अवशेष जल अपघटन, प्रकाश अपघटन, ऑक्सीकरण और जैव अपघटन से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न रूपांतरित उत्पाद बनते हैं जो अपने मूल यौगिकों जितने ही सामान्य होते हैं। उदाहरण के लिए, 90% अमेरिकियों के शरीर में कम से कम एक कीटनाशक जैवचिह्न (मूल यौगिक और चयापचय दोनों) मौजूद होता है। शरीर में कीटनाशकों की उपस्थिति मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव डाल सकती है, विशेष रूप से जीवन के संवेदनशील चरणों जैसे बचपन, किशोरावस्था, गर्भावस्था और वृद्धावस्था के दौरान। वैज्ञानिक साहित्य इंगित करता है कि कीटनाशकों का पर्यावरण (वन्यजीवों, जैव विविधता और मानव स्वास्थ्य सहित) पर लंबे समय से महत्वपूर्ण प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभाव (जैसे अंतःस्रावी विकार, कैंसर, प्रजनन/जन्म संबंधी समस्याएं, तंत्रिका विषाक्तता, जैव विविधता हानि आदि) रहा है। इस प्रकार, कीटनाशकों और उनके रोगजनकों के संपर्क में आने से स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकते हैं, जिनमें अंतःस्रावी तंत्र पर प्रभाव भी शामिल हैं।
यूरोपीय संघ के अंतःस्रावी विघ्नकारी रसायन विशेषज्ञ (दिवंगत) डॉ. थियो कोलबोर्न ने 50 से अधिक कीटनाशक सक्रिय अवयवों को अंतःस्रावी विघ्नकारी (ईडी) के रूप में वर्गीकृत किया था, जिनमें घरेलू उत्पादों जैसे डिटर्जेंट, कीटाणुनाशक, प्लास्टिक और कीटनाशकों में पाए जाने वाले रसायन शामिल हैं। शोध से पता चला है कि कई कीटनाशकों, जैसे कि खरपतवारनाशक एट्राज़ीन और 2,4-डी, पालतू पशुओं के लिए कीटनाशक फिप्रोनिल और विनिर्माण-व्युत्पन्न डाइऑक्सिन (टीसीडीडी) में अंतःस्रावी विघ्नकारी प्रमुख है। ये रसायन शरीर में प्रवेश कर सकते हैं, हार्मोन को बाधित कर सकते हैं और प्रतिकूल विकास, रोग और प्रजनन संबंधी समस्याएं पैदा कर सकते हैं। अंतःस्रावी तंत्र ग्रंथियों (थायरॉइड, जननांग, अधिवृक्क और पिट्यूटरी) और उनके द्वारा उत्पादित हार्मोन (थायरोक्सिन, एस्ट्रोजन, टेस्टोस्टेरोन और एड्रेनालाईन) से बना होता है। ये ग्रंथियां और उनके संबंधित हार्मोन मनुष्यों सहित जानवरों के विकास, वृद्धि, प्रजनन और व्यवहार को नियंत्रित करते हैं। अंतःस्रावी विकार एक निरंतर और बढ़ती हुई समस्या है जो दुनिया भर के लोगों को प्रभावित करती है। परिणामस्वरूप, समर्थकों का तर्क है कि नीति में कीटनाशकों के उपयोग पर सख्त नियम लागू किए जाने चाहिए और कीटनाशकों के संपर्क में आने के दीर्घकालिक प्रभावों पर शोध को मजबूत किया जाना चाहिए।
यह अध्ययन उन अनेक अध्ययनों में से एक है जो यह स्वीकार करते हैं कि कीटनाशकों के विघटन से बने उत्पाद अपने मूल यौगिकों जितने ही विषैले या उनसे भी अधिक प्रभावी होते हैं। विश्व स्तर पर, पाइरिप्रॉक्सीफेन (पायर) का व्यापक रूप से मच्छर नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है और यह पीने के पानी के कंटेनरों में मच्छर नियंत्रण के लिए विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) द्वारा अनुमोदित एकमात्र कीटनाशक है। हालांकि, लगभग सभी सात टीपी पाइर रक्त, गुर्दे और यकृत में एस्ट्रोजन-क्षीणन गतिविधि दिखाते हैं। मैलाथियन एक लोकप्रिय कीटनाशक है जो तंत्रिका ऊतकों में एसिटाइलकोलिनेस्टेरेज (एसीएचई) की गतिविधि को बाधित करता है। एसीएचई के अवरोध से एसिटाइलकोलीन का संचय होता है, जो मस्तिष्क और मांसपेशियों के कार्यों के लिए जिम्मेदार एक रासायनिक न्यूरोट्रांसमीटर है। इस रासायनिक संचय से कुछ मांसपेशियों में अनियंत्रित तीव्र ऐंठन, श्वसन पक्षाघात, ऐंठन जैसे गंभीर परिणाम हो सकते हैं, और चरम मामलों में, एसिटाइलकोलिनेस्टेरेज अवरोध गैर-विशिष्ट होता है, जिससे मैलाथियन का प्रसार होता है। यह वन्यजीवों और सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक गंभीर खतरा है। संक्षेप में, अध्ययन से पता चला कि मैलाथियन के दो टीपी जीन अभिव्यक्ति, हार्मोन स्राव और ग्लूकोकोर्टिकॉइड (कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा) चयापचय पर अंतःस्रावी विघटनकारी प्रभाव डालते हैं। कीटनाशक फेनोक्साप्रोपेथाइल के तीव्र अपघटन से दो अत्यधिक विषैले टीपी का निर्माण हुआ, जिन्होंने जीन अभिव्यक्ति को 5.8-12 गुना तक बढ़ा दिया और एस्ट्रोजन गतिविधि पर अधिक प्रभाव डाला। अंत में, बेनालैक्सिल का मुख्य टीएफ मूल यौगिक की तुलना में पर्यावरण में अधिक समय तक बना रहता है, यह एस्ट्रोजन रिसेप्टर अल्फा विरोधी है और जीन अभिव्यक्ति को 3 गुना बढ़ा देता है। इस अध्ययन में शामिल चार कीटनाशक ही चिंता का विषय नहीं थे; कई अन्य भी विषैले अपघटन उत्पाद उत्पन्न करते हैं। कई प्रतिबंधित कीटनाशक, पुराने और नए कीटनाशक यौगिक और रासायनिक उप-उत्पाद विषैले कुल फास्फोरस छोड़ते हैं जो लोगों और पारिस्थितिक तंत्रों को प्रदूषित करते हैं।
प्रतिबंधित कीटनाशक डीडीटी और इसका मुख्य मेटाबोलाइट डीडीई, उपयोग बंद होने के दशकों बाद भी पर्यावरण में मौजूद हैं। अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने इनमें ऐसे रसायनों की मात्रा पाई है जो स्वीकार्य स्तर से अधिक है। डीडीटी और डीडीई शरीर की चर्बी में घुल जाते हैं और वर्षों तक वहीं रहते हैं, लेकिन डीडीई शरीर में अधिक समय तक रहता है। रोग नियंत्रण केंद्र (सीडीसी) द्वारा किए गए एक सर्वेक्षण में पाया गया कि अध्ययन में शामिल 99 प्रतिशत लोगों के शरीर में डीडीई पाया गया था। एंडोक्राइन डिसरप्टर्स की तरह, डीडीटी के संपर्क में आने से मधुमेह, शीघ्र रजोनिवृत्ति, शुक्राणुओं की संख्या में कमी, एंडोमेट्रियोसिस, जन्मजात विकृतियां, ऑटिज्म, विटामिन डी की कमी, नॉन-हॉजकिन लिंफोमा और मोटापा जैसी समस्याओं का खतरा बढ़ जाता है। हालांकि, अध्ययनों से पता चला है कि डीडीई अपने मूल यौगिक से भी अधिक विषैला है। यह मेटाबोलाइट कई पीढ़ियों तक स्वास्थ्य पर प्रभाव डाल सकता है, जिससे मोटापा और मधुमेह हो सकता है, और यह विशेष रूप से कई पीढ़ियों में स्तन कैंसर की घटनाओं को बढ़ाता है। मैलाथियन जैसे ऑर्गेनोफॉस्फेट सहित कुछ पुरानी पीढ़ी के कीटनाशक, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान इस्तेमाल किए गए तंत्रिका रोधी एजेंट (एजेंट ऑरेंज) के समान यौगिकों से बने होते हैं, जो तंत्रिका तंत्र को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करते हैं। ट्राइक्लोसन, एक रोगाणुरोधी कीटनाशक जो कई खाद्य पदार्थों में प्रतिबंधित है, पर्यावरण में लंबे समय तक बना रहता है और क्लोरोफॉर्म और 2,8-डाइक्लोरोडाइबेंजो-पी-डाइऑक्सिन (2,8-DCDD) जैसे कैंसरकारी अपघटन उत्पाद बनाता है।
ग्लाइफोसेट और नियोनिकोटिनॉइड जैसे "अगली पीढ़ी" के रसायन तेजी से काम करते हैं और जल्दी टूट जाते हैं, इसलिए इनके जमा होने की संभावना कम होती है। हालांकि, अध्ययनों से पता चला है कि इन रसायनों की कम सांद्रता पुराने रसायनों की तुलना में अधिक विषैली होती है और इनका वजन कई किलोग्राम कम होता है। इसलिए, इन रसायनों के विघटन से बनने वाले उत्पाद समान या अधिक गंभीर विषैले प्रभाव पैदा कर सकते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि शाकनाशी ग्लाइफोसेट एक विषैले AMPA मेटाबोलाइट में परिवर्तित हो जाता है जो जीन अभिव्यक्ति को बदल देता है। इसके अलावा, डेनिट्रोइमिडाक्लोप्रिड और डेसायनोथियाक्लोप्रिड जैसे नए आयनिक मेटाबोलाइट स्तनधारियों के लिए मूल इमिडाक्लोप्रिड की तुलना में क्रमशः 300 और 200 गुना अधिक विषैले होते हैं।
कीटनाशक और उनके मेटाबोलाइट्स तीव्र और उप-घातक विषाक्तता के स्तर को बढ़ा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रजातियों की विविधता और जैव विविधता पर दीर्घकालिक प्रभाव पड़ते हैं। विभिन्न पुराने और वर्तमान कीटनाशक अन्य पर्यावरणीय प्रदूषकों की तरह व्यवहार करते हैं, और लोग एक ही समय में इन पदार्थों के संपर्क में आ सकते हैं। अक्सर ये रासायनिक प्रदूषक एक साथ या सहक्रियात्मक रूप से कार्य करके अधिक गंभीर संयुक्त प्रभाव उत्पन्न करते हैं। कीटनाशक मिश्रणों में सहक्रियात्मकता एक आम समस्या है और यह मानव, पशु स्वास्थ्य और पर्यावरण पर विषाक्त प्रभावों को कम आंक सकती है। परिणामस्वरूप, वर्तमान पर्यावरणीय और मानव स्वास्थ्य जोखिम आकलन कीटनाशक अवशेषों, मेटाबोलाइट्स और अन्य पर्यावरणीय प्रदूषकों के हानिकारक प्रभावों को बहुत कम आंकते हैं।
अंतःस्रावी तंत्र को बाधित करने वाले कीटनाशकों और उनके विघटन उत्पादों का वर्तमान और भविष्य की पीढ़ियों के स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभाव को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। कीटनाशकों से होने वाली बीमारियों के कारणों को पूरी तरह से समझा नहीं गया है, जिसमें रासायनिक संपर्क, स्वास्थ्य प्रभावों और महामारी विज्ञान संबंधी आंकड़ों के बीच अनुमानित समय अंतराल भी शामिल है।
कीटनाशकों के मानव जीवन और पर्यावरण पर पड़ने वाले प्रभाव को कम करने का एक तरीका जैविक उत्पादों को खरीदना, उगाना और उनकी देखभाल करना है। अनेक अध्ययनों से पता चला है कि जब पूरी तरह से जैविक आहार अपनाया जाता है, तो मूत्र में कीटनाशक मेटाबोलाइट्स का स्तर नाटकीय रूप से कम हो जाता है। जैविक खेती से रासायनिक रूप से गहन कृषि पद्धतियों की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे स्वास्थ्य और पर्यावरण को अनेक लाभ मिलते हैं। पुनर्योजी जैविक पद्धतियों को अपनाकर और कम से कम विषैले कीट नियंत्रण तरीकों का उपयोग करके कीटनाशकों के हानिकारक प्रभावों को कम किया जा सकता है। कीटनाशक-मुक्त वैकल्पिक रणनीतियों के व्यापक उपयोग को देखते हुए, परिवार और कृषि-औद्योगिक श्रमिक दोनों ही सुरक्षित और स्वस्थ वातावरण बनाने के लिए इन पद्धतियों को अपना सकते हैं।