Tha puinnseanan ann an sruthan a’ sìor fhàs na dhragh chruinneil, ach chan eil mòran fiosrachaidh ann mu cho-chruinneachadh sàbhailte de eag-shiostaman uisgeach.Ann an deuchainn mesocosmic 30-latha, bha na neo-dhruim-altachain uisgeach dùthchasach fosgailte don fipronil insecticide cumanta agus ceithir seòrsaichean de thoraidhean truaillidh.Dh'adhbhraich an todhar fipronil atharrachaidhean ann an nochdadh agus cascade trophic.Chaidh an dùmhlachd èifeachdach (EC50) aig a bheil fipronil agus a thoraidhean truaillidh sulfide, sulfone agus desulfinyl ag adhbhrachadh freagairt 50% a leasachadh.Chan eil taxanes mothachail air fipronil.Thathas a’ cleachdadh an dùmhlachd cunnart de 5% de na gnèithean air a bheil buaidh bho 15 luachan mesocosmic EC50 gus an dùmhlachd todhar de fipronil anns an sampall achaidh a thionndadh gu suim aonadan puinnseanta (∑TUFipronils).Ann an 16% de shruthan air an tarraing bho chòig sgrùdaidhean roinneil, chaidh a’ chuibheasachd ∑TUFipronil thairis air 1 (a’ nochdadh puinnseanta).Tha comharran neo-dhruim-altachain de ghnèithean ann an cunnart air an co-cheangal gu h-àicheil ri TUTUipronil ann an ceithir de na còig raointean samplachaidh.Tha am measadh cunnairt eag-eòlasach seo a’ sealltainn gun lughdaich dùmhlachd ìosal de choimeasgaidhean fipronil coimhearsnachdan sruthan ann am mòran phàirtean de na Stàitean Aonaichte.
Ged a tha cinneasachadh cheimigean synthetigeach air a dhol suas gu mòr anns na deicheadan mu dheireadh, cha deach làn thuigse a thoirt air buaidh nan ceimigean sin air eag-shiostaman nach eil nan targaid (1).Ann an uisge uachdar far a bheil 90% de thalamh tuathanais cruinne air a chall, chan eil dàta ann mu phuinnseanan àiteachais, ach far a bheil dàta ann, is e leth an ùine airson puinnseanan a dhol thairis air ìrean riaghlaidh (2).Lorg meata-anailis air puinnseanan àiteachais ann an uisgeachan uachdar anns na Stàitean Aonaichte, ann an 70% de dh’àiteachan samplachaidh, gu robh co-dhiù aon phuinnsean-bhiastagan nas àirde na an ìre riaghlaidh (3).Ach, chan eil na meat-anailis sin (2, 3) a’ cuimseachadh ach air uisge uachdar air a bheil cleachdadh fearainn àiteachais a’ toirt buaidh, agus tha iad nan geàrr-chunntas de sgrùdaidhean air leth.Tha puinnseanan, gu sònraichte meanbh-bhiastagan, cuideachd ann an dùmhlachd àrd ann an drèanadh cruth-tìre bailteil (4).Is ann ainneamh a thèid measadh coileanta a dhèanamh air puinnseanan ann an uisge uachdar air a sgaoileadh bho àiteachas agus cruthan-tìre bailteil;mar sin, chan eil fios a bheil puinnsean-bhiastagan nan cunnart mòr do stòrasan uisge uachdar agus an ionracas eag-eòlasach.
Bha benzopyrazoles agus neonicotinoids a’ dèanamh suas trian de mhargaidh puinnsean-bhiastagan na cruinne ann an 2010 (5).Ann an uisgeachan uachdar anns na Stàitean Aonaichte, is e fipronil agus na toraidhean truaillidh aige (phenylpyrazoles) na todhar puinnseanan as cumanta, agus mar as trice bidh an dùmhlachd aca nas àirde na ìrean uisgeach (6-8).Ged a tha neonicotinoids air aire a tharraing air sgàth a’ bhuaidh a th’ aca air seilleanan is eòin agus cho tric sa tha iad (9), tha fipronil nas puinnseanta dha iasg is eòin (10), agus tha buaidhean luibheach aig todhar clasa phenylpyrazoles eile (5).Is e meanbh-bhiastagan siostamach a th’ ann am Fipronil a thathas a’ cleachdadh gus smachd a chumail air plàighean ann an àrainneachdan bailteil agus àiteachais.Bho chaidh fipronil a-steach do mhargaidh na cruinne ann an 1993, tha cleachdadh fipronil anns na Stàitean Aonaichte, Iapan agus an Rìoghachd Aonaichte air a dhol suas gu mòr (5).Anns na Stàitean Aonaichte, tha fipronil air a chleachdadh gus smachd a chumail air seangan agus termites, agus tha e air a chleachdadh ann am bàrr a ’toirt a-steach arbhar (a’ toirt a-steach làimhseachadh sìol), buntàta agus ubhal-ghortan (11, 12).Thàinig cleachdadh àiteachais de fipronil anns na Stàitean Aonaichte gu àirde ann an 2002 (13).Ged nach eil dàta nàiseanta mu chleachdadh bailteil ri fhaighinn, thàinig cleachdadh bailteil ann an California gu àirde ann an 2006 agus 2015 (https://calpip.cdpr.ca).gov/main .cfm, ruigsinneach air 2 Dùbhlachd, 2019).Ged a lorgar dùmhlachdan àrd de fipronil (6.41μg/L) ann an sruthan ann an cuid de sgìrean àiteachais le ìrean tagraidh àrd (14), an coimeas ri sruthan àiteachais, tha sruthan bailteil anns na Stàitean Aonaichte mar as trice a’ faighinn barrachd lorgaidh agus dùmhlachdan àrda nas àirde, deimhinneach airson an tha stoirmean co-cheangailte ris an deuchainn (6, 7, 14-17).
Bidh Fipronil a 'dol a-steach don eag-shiostam uisgeach de dh' uisge-uisge no a 'leaghadh bhon ùir a-steach don t-sruth (7, 14, 18).Tha neo-sheasmhachd ìosal aig Fipronil (seasmhachd lagh Eanraig 2.31 × 10-4 Pa m3 mol-1), so-sheasmhachd uisge ìosal gu meadhanach (3.78 mg / l aig 20 ° C), agus hydrophobicity meadhanach (log Kow tha 3.9 gu 4.1)), an tha gluasaid san ùir glè bheag (log Koc tha 2.6 gu 3.1) (12, 19), agus tha e a’ nochdadh seasmhachd ìosal gu meadhanach san àrainneachd (20).Tha Finazepril air a mhilleadh le photolysis, oxidation, hydrolysis agus lughdachadh pH-eisimeilich, a’ cruthachadh ceithir prìomh thoraidhean truaillidh: dessulfoxyphenapril (no sulfoxide), phenaprenip sulfone (sulfone), Filofenamide (amide) agus filofenib sulfide (sulfide).Tha toraidhean truaillidh fipronil buailteach a bhith nas seasmhaiche agus nas seasmhaiche na an stuth pàrant (21, 22).
Tha toxicachd fipronil agus mar a tha e air a dhol sìos gu gnèithean nach eil ag amas (leithid neo-dhruim-altachain uisgeach) air a dheagh chlàradh (14, 15).Is e todhar neurotoxic a th ’ann am Fipronil a tha a’ toirt buaidh air slighe ion clorid tron ​​​​t-sianal chloride air a riaghladh le searbhag gamma-aminobutyric ann am biastagan, a ’leantainn gu dùmhlachd gu leòr gus cus togail-inntinn agus bàs adhbhrachadh (20).Tha Fipronil gu roghnach puinnseanta, agus mar sin tha barrachd dàimh ceangail gabhadain aige ri biastagan na mamalan (23).Tha gnìomhachd insecticidal de thoraidhean truaillidh fipronil eadar-dhealaichte.Tha puinnseanta sulfone agus sulfide do neo-dhruim-altachain fìor-uisge coltach ri no nas àirde na an stuth pàrant.Tha puinnseanta meadhanach aig Desulfinyl ach chan eil e cho puinnseanta na am pàrant pàrant.An ìre mhath neo-phuinnseanta (23, 24).Tha buailteachd neo-dhruim-altachain uisgeach gu truailleadh fipronil agus fipronil ag atharrachadh gu mòr taobh a-staigh agus eadar taxa (15), agus ann an cuid de chùisean eadhon nas àirde na òrdugh meudachd (25).Mu dheireadh, tha fianais ann gu bheil phenylpyrazoles nas puinnseanta don eag-shiostam na bha dùil roimhe (3).
Faodaidh slatan-tomhais bith-eòlasach uisgeach stèidhichte air deuchainn puinnseanta obair-lann a bhith a’ dèanamh dì-meas air cunnart àireamhan achaidh (26-28).Mar as trice bidh inbhean uisgeach air an stèidheachadh le deuchainn puinnseanta obair-lann aon-ghnè a’ cleachdadh aon no grunn ghnè neo-dhruim-altachain uisgeach (mar eisimpleir, Diptera: Chironomidae: Chironomus agus Crustacea: Daphnia magna agus Hyalella azteca).Tha na fàs-bheairtean deuchainn sin sa chumantas nas fhasa àiteachadh na macroinvertebrates benthic eile (mar eisimpleir, genus phe : :), agus ann an cuid de chùisean chan eil iad cho mothachail air truailleadh.Mar eisimpleir, chan eil D. Magna cho mothachail air mòran mheatailtean na cuid de mheanbh-fhrìdean, agus chan eil A. zteca cho mothachail air bifenthrin insecticide pyrethroid na tha e cho cugallach ri cnuimhean (29, 30).Is e cuingealachadh eile air na slatan-tomhais a th’ ann mar-thà na puingean crìochnachaidh a thathas a’ cleachdadh anns an àireamhachadh.Tha slatan-tomhais gann stèidhichte air bàsmhorachd (no stèidhichte airson crustaceans), agus mar as trice bidh slatan-tomhais cronail stèidhichte air puingean crìochnachaidh sublethal (leithid fàs agus ath-riochdachadh) (ma tha sin ann).Ach, tha buaidhean sublethal farsaing ann, leithid fàs, nochdadh, pairilis, agus dàil leasachaidh, a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air soirbheachas taxa agus daineamaigs coimhearsnachd.Mar thoradh air an sin, ged a tha an slat-tomhais a’ toirt seachad cùl-fhiosrachadh airson cudromachd bith-eòlasach na buaidh, chan eil cinnt air a’ bhuntanas eag-eòlasach mar stairsneach airson puinnseanta.
Gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air a’ bhuaidh a th’ aig todhar fipronil air eag-shiostaman uisgeach beanntach (neo-dhruim-altachain agus lìonanaich), chaidh coimhearsnachdan beanntach nàdarrach a thoirt a-steach don obair-lann agus a bhith fosgailte do caiseadan dùmhlachd rè sruth 30-latha Fipronil no aon de na ceithir deuchainnean truaillidh fipronil.Is e an t-amas rannsachaidh dùmhlachd buaidh 50% a tha sònraichte do ghnè (luach EC50) a thoirt gu buil airson gach todhar fipronil a’ riochdachadh tacsa farsaing de choimhearsnachd aibhne, agus buaidh truailleadh air structar agus gnìomh coimhearsnachd a dhearbhadh [ie, dùmhlachd cunnart] 5 % de ghnèithean air a bheil buaidh (HC5) agus buaidhean neo-dhìreach leithid atharrachaidhean ann an èiginn agus daineamaigs trophic].An uairsin chaidh an stairsneach (luach HC5 sònraichte coimeasgaichte) a fhuaireadh bhon deuchainn mesoscopic a chuir an sàs anns an raon a chruinnich Suirbhidh Geòlais nan Stàitean Aonaichte (USGS) bho chòig roinnean de na Stàitean Aonaichte (an Ear-thuath, an Ear-dheas, Meadhan-iar, Iar-thuath a’ Chuain Shèimh, agus Meadhan California Sòn Oirthir) Dàta) mar phàirt de mheasadh càileachd sruthan roinneil USGS (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).Cho fad ‘s as aithne dhuinn, is e seo a’ chiad mheasadh cunnairt eag-eòlasach.Bidh e a’ dèanamh sgrùdadh coileanta air buaidh todhar fipronil air fàs-bheairtean beanntach ann an àrainneachd meso fo smachd, agus an uairsin a’ cur na toraidhean sin an sàs ann am measaidhean achaidh aig ìre mòr-thìreach.
Chaidh an deuchainn mesocosmic 30-latha a dhèanamh aig Saotharlann Uisgeach USGS (AXL) ann an Fort Collins, Colorado, na SA bho 18 Dàmhair gu 17 Samhain, 2017, airson latha dachaigheil 1 agus latha deuchainneachd 30.Tha an dòigh air a bhith air a mhìneachadh roimhe seo (29, 31) agus air a mhìneachadh anns an stuth leasachail.Ann an suidheachadh àite meso tha 36 sruthan cuairteachaidh anns na ceithir sruthan gnìomhach (tancaichean uisge a tha a’ cuairteachadh).Tha inneal-fuarachaidh aig gach sruth beò gus teòthachd an uisge a chumail agus tha e air a shoilleireachadh le cearcall dorcha aotrom 16: 8.Tha an sruth ìre meso na stàilinn gun staoin, a tha freagarrach airson hydrophobicity fipronil (log Kow = 4.0) agus freagarrach airson fuasglaidhean glanaidh organach (Figear S1).Chaidh an t-uisge a chaidh a chleachdadh airson an deuchainn meso-sgèile a chruinneachadh bho Abhainn Cache La Poudre (stòran shuas an abhainn a’ toirt a-steach Pàirc Nàiseanta Rocky Mountain, Coille Nàiseanta agus Roinn Mòr-thìreach) agus a stòradh ann an ceithir tancaichean stòraidh polyethylene AXL.Cha do lorg measaidhean roimhe seo air sampallan grùid is uisge a chaidh a chruinneachadh bhon làrach puinnseanan sam bith (29).
Tha an dealbhadh deuchainn meso-sgèile air a dhèanamh suas de 30 sruthan giullachd agus 6 sruthan smachd.Bidh an t-sruth làimhseachaidh a’ faighinn uisge làimhseachaidh, anns gach fear dhiubh a’ toirt a-steach dùmhlachdan seasmhach neo-mhìnichte de choimeasgaidhean fipronil: fipronil (fipronil (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-3), amide (Sigma-Aldrich, CAS 205650-69-7), buidheann desulfurization [Leabharlann puinnsean-bhiastagan Buidheann Dìon Àrainneachd na SA (EPA), CAS 205650-65-3], sulfone (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) agus sulfide (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6); 97,8%. le uisge deionized chun na h-ìre a tha a dhìth gus fuasgladh stoc dùmhail ullachadh Leis gu bheil an ìre de methanol ann an dòs eadar-dhealaichte, feumar methanol a chuir ris a h-uile sruth làimhseachaidh mar a dh’ fheumar. 0.05 ml/L) anns na sruthan Fhuair sealladh meadhanach nan trì sruthan smachd eile uisge aibhne às aonais methanol, air neo chaidh an làimhseachadh mar shruthan eile.
Air an 8mh latha, an 16mh latha agus an 26mh latha, chaidh an teòthachd, luach pH, ​​giùlan dealain agus truailleadh fipronil agus fipronil a thomhas anns an membran sruth.Gus sùil a chumail air truailleadh an fhipronil cumanta pàrant rè an deuchainn mheadhanan, chaidh fipronil (pàrantan) a chleachdadh gus mucosa caolan lionn a làimhseachadh airson trì latha eile [làithean 5, 12 agus 21 (n = 6)] airson teòthachd, pH , Giùlan, samplachadh lughdachadh fipronil agus fipronil.Chaidh na sampallan mion-sgrùdadh puinnseanan a chruinneachadh le bhith a’ sìoladh 10 ml de dh’ uisge sruthadh a-steach do vial glainne òmar 20 ml tro shìoltachain steallaire Whatman 0.7-μm GF / F uidheamaichte le snàthad mòr trast-thomhas.Chaidh na sampallan a reothadh sa bhad agus an cur gu Saotharlann Nàiseanta Càileachd Uisge USGS (NWQL) ann an Lakewood, Colorado, na SA airson mion-sgrùdadh.A’ cleachdadh dòigh leasaichte den dòigh a chaidh fhoillseachadh roimhe, chaidh toraidhean truaillidh Fipronil agus 4 ann an sampallan uisge a dhearbhadh le in-stealladh uisgeach dìreach (DAI) cromatagrafaidheachd lionntach-tandem mass spectrometry (LC-MS / MS; Agilent 6495).Thathas den bheachd gur e an ìre lorg ionnstramaid (IDL) an ìre calibration as ìsle a choinnicheas ris an ìre aithneachaidh càileachdail;Is e an IDL de fipronil 0.005 μg / L, agus is e IDL nan ceithir fipronil eile 0.001 μg / L.Tha an stuth leasachail a’ toirt cunntas iomlan air na dòighean a thathas a’ cleachdadh airson todhar fipronil a thomhas, a’ toirt a-steach modhan smachd càileachd agus gealltanas (mar eisimpleir, faighinn seachad air sampall, spìcean, sgrùdaidhean treas-phàrtaidh, agus beàrnan).
Aig deireadh an deuchainn Mesocosmic 30-latha, chaidh àireamhachadh agus comharrachadh neo-dhruim-altachain inbheach is larbha a chrìochnachadh (prìomh cheann-uidhe cruinneachadh dàta).Bidh na h-inbhich a tha a 'tighinn am bàrr air an cruinneachadh bhon lìon a h-uile latha agus air an reothadh ann an tiùb glan 15 ml Falcon centrifuge.Aig deireadh an deuchainn (latha 30), chaidh susbaint na membran anns gach allt a sgrìobadh gus neo-dhruim-altachain sam bith a thoirt air falbh, agus a chriathradh (250 μm) agus a stòradh ann an 80% ethanol.Tha Timberline Aquatics (Fort Collins, CO) air crìoch a chuir air comharrachadh tacsonomaigeach de larbha agus neo-dhruim-altachain inbheach chun na h-ìre tacsonomaigeach as ìsle a tha comasach, mar as trice gnèithean.Air làithean 9, 19 agus 29, chaidh clorophyll a a thomhas ann an trì-fhillte ann am membran mesoscopic gach allt.Tha a h-uile dàta ceimigeach agus bith-eòlasach mar phàirt den deuchainn mesoscopic air a thoirt seachad anns an fhoillseachadh dàta na chois (35).
Chaidh sgrùdaidhean eag-eòlasach a dhèanamh ann an sruthan beaga (grunnachaidh) ann an còig prìomh raointean de na Stàitean Aonaichte, agus chaidh sùil a chumail air puinnseanan anns an ùine clàr-amais roimhe.Ann an ùine ghoirid, stèidhichte air cleachdadh fearainn àiteachais is bailteil (36-40), chaidh 77 gu 100 àite a thaghadh anns gach sgìre (444 àite gu h-iomlan).Tron earrach agus samhradh aon bhliadhna (2013-2017), thèid sampallan uisge a chruinneachadh uair san t-seachdain anns gach roinn airson 4 gu 12 seachdainean.Tha an ùine shònraichte an urra ris an sgìre agus dian leasachaidh.Ach, tha na 11 stèisean ann an roinn an ear-thuath cha mhòr anns an uisge.Gun leasachadh, ach a-mhàin nach deach ach aon sampall a chruinneachadh.Leis gu bheil na h-amannan sgrùdaidh airson puinnseanan ann an sgrùdaidhean roinneil eadar-dhealaichte, airson coimeas a dhèanamh, chan eilear a’ beachdachadh an seo ach air na ceithir sampaill mu dheireadh a chaidh a chruinneachadh aig gach làrach.Thathas a’ gabhail ris gum faod aon shampall a chaidh a chruinneachadh aig làrach neo-leasaichte an Ear-thuath (n = 11) an ùine samplachaidh 4-seachdain a riochdachadh.Bidh an dòigh seo a’ leantainn gu an aon àireamh de bheachdan air puinnseanan (ach a-mhàin na 11 àiteachan san Ear-thuath) agus an aon ùine sgrùdaidh;thathas a’ creidsinn gu bheil 4 seachdainean fada gu leòr airson a bhith fosgailte don biota san fhad-ùine, ach goirid gu leòr nach bu chòir don choimhearsnachd eag-eòlais faighinn seachad air na ceanglaichean sin.
Ma tha sruthadh gu leòr ann, tha an sampall uisge air a chruinneachadh le astar cunbhalach agus àrdachaidhean leud cunbhalach (41).Nuair nach eil an sruth gu leòr airson an dòigh seo a chleachdadh, faodaidh tu sampallan a chruinneachadh le bhith ag amalachadh gu domhainn de shamhlaichean no a ’glacadh bho mheadhan tromachd an t-sruth.Cleachd steallaire toll mòr agus criathrag diosc (0.7μm) gus 10 ml de shampall sìoltachaidh (42) a chruinneachadh.Tro DAI LC-MS/MS/MS/MS, chaidh sampallan uisge a sgrùdadh aig NWQL airson 225 puinnsean-bhiastagan agus toraidhean truaillidh puinnseanan, a’ toirt a-steach toraidhean truaillidh fipronil agus 7 (dessulfinyl fipronil, fipronil) Sulfides, fipronil sulfone, deschlorofipronil, desthiol amide fipronil, fipronil agus fipronil).).Is e na h-ìrean aithris as ìsle àbhaisteach airson sgrùdaidhean làraich: fipronil, desmethylthio fluorobenzonitrile, fipronil sulfide, fipronil sulfone, agus deschlorofipronil 0.004 μg / L;dessulfinyl fluorfenamide agus Tha an dùmhlachd de fipronil amide 0.009 μg / liotair;Is e an dùmhlachd de fipronil sulfonate 0.096 μg / liotair.
Bithear a’ samplachadh nan coimhearsnachdan neo-dhruim-altachain aig deireadh gach sgrùdadh sgìreil (earrach/samhradh), mar as trice aig an aon àm ris an tachartas samplachaidh puinnsean-bhiastagan mu dheireadh.Às deidh an t-seusan a tha a’ fàs agus cleachdadh mòr de phuinnseanan-bhiastagan, bu chòir an ùine samplaidh a bhith co-chòrdail ris na suidheachaidhean sruthadh ìosal, agus bu chòir dha a bhith aig an aon àm ris an àm nuair a bhios coimhearsnachd neo-dhruim-altachain na h-aibhne a’ tighinn gu ìre agus gu ìre mhòr aig ìre beatha larbha.A’ cleachdadh sampladair Surber le mogal 500μm no lìon frèam-D, chaidh samplachadh coimhearsnachd neo-dhruim-altachain a chrìochnachadh ann an 437 a-mach à 444 làrach.Tha an dòigh samplachaidh air a mhìneachadh gu mionaideach anns an stuth leasachail.Air NWQL, mar as trice bidh a h-uile neo-dhruim-altachain air an comharrachadh agus air an liostadh aig ìre gnè no gnè.Gheibhear a h-uile dàta ceimigeach agus bith-eòlasach a chaidh a chruinneachadh san raon seo agus air a chleachdadh san làmh-sgrìobhainn seo anns an fhoillseachadh dàta na chois (35).
Airson na còig todhar fipronil a chaidh a chleachdadh anns an deuchainn mesoscopic, chaidh dùmhlachd nan neo-dhruim-altachain larbha sìos 20% no 50% a thomhas an coimeas ris an smachd (ie EC20 agus EC50).Chaidh an dàta [x = dùmhlachd fipronil le cuideam ùine (faic stuth leasachail airson mion-fhiosrachadh), y = pailteas larbha no meatrach eile] a chuir a-steach don phasgan leudaichte R (43) a’ cleachdadh modh ais-tharraing logarithmic trì-paramadair ”drc”.Bidh an lùb a’ freagairt air a h-uile gnè (larbha) le pailteas gu leòr agus a’ coinneachadh ri meatrach eile de dh’ ùidh (mar eisimpleir, beairteas taxa, pailteas cuileag iomlan, agus pailteas iomlan) gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air a’ bhuaidh coimhearsnachd.Tha an co-èifeachd Nash-Sutcliff (45) air a chleachdadh gus measadh a dhèanamh air a’ mhodail iomchaidh, far am faigh droch mhodail luachan àicheil gun chrìoch, agus is e luach fhreagarrachd foirfe 1.
Gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh todhar fipronil air nochdadh biastagan san deuchainn, chaidh an dàta a mheasadh ann an dà dhòigh.An toiseach, le bhith a’ toirt air falbh coltas cuibheasach an meso sruth-smachd bho choltas gach meso sruth làimhseachaidh, chaidh tachartas mean air mhean de mheanbh-fhrìdean bho gach sruth meso (an àireamh iomlan de gach neach) a dhèanamh àbhaisteach don smachd.Dealbhaich na luachan sin an aghaidh ùine gus tuigse fhaighinn air gluasad an eadar-mheadhanair lionn làimhseachaidh bhon eadar-mheadhanair lionn smachd anns an deuchainn 30-latha.San dàrna h-àite, obraich a-mach an àireamh sa cheud de thachartasan iomlan de gach mesophyll sruthadh, a tha air a mhìneachadh mar an co-mheas den àireamh iomlan de mesophylls ann an sruth sònraichte ris an àireamh chuibheasach de larbha agus inbhich anns a’ bhuidheann smachd, agus tha e freagarrach airson ais-tharraing logarithmic trì-paramadair. .Bha a h-uile biastagan ginideachadh a chaidh a chruinneachadh bho dhà fho-theaghlach den teaghlach Chironomidae, agus mar sin chaidh mion-sgrùdadh còmhla a dhèanamh.
Faodaidh atharrachaidhean ann an structar coimhearsnachd, leithid call taxa, aig a’ cheann thall a bhith an urra ri buaidhean dìreach agus neo-dhìreach stuthan puinnseanta, agus dh’ fhaodadh iad leantainn gu atharrachaidhean ann an gnìomh coimhearsnachd (mar eisimpleir, cascade trophic).Gus deuchainn a dhèanamh air an cascade trophic, chaidh lìonra adhbharach sìmplidh a mheasadh a’ cleachdadh an dòigh sgrùdaidh slighe (pasgan R “piecewiseSEM”) (46).Airson deuchainnean mesoscopic, thathas a’ gabhail ris gu bheil fipronil, desulfinyl, sulfide agus sulfone (gun deuchainn amide) san uisge gus bith-thomas an scraper a lughdachadh, gu neo-dhìreach a’ leantainn gu àrdachadh ann am bith-thomas clorophyll a (47).Is e an dùmhlachd todhar an caochladair ro-innse, agus is e an scraper agus clorophyll a biomass na caochladairean freagairt.Tha staitistig Fisher's C air a chleachdadh gus freagarrachd modail a mheasadh, gus am bi luach P <0.05 a’ comharrachadh deagh mhodail iomchaidh (46).
Gus àidseant dìon stairsneach eco-coimhearsnachd stèidhichte air cunnart a leasachadh, tha gach todhar air 95% de na gnèithean air a bheil buaidh (HC5) cuairteachadh cugallachd gnè cronail (SSD) agus dìon dùmhlachd cunnart fhaighinn.Chaidh trì seataichean dàta SSD a chruthachadh: (i) dìreach seata dàta meso, (ii) seata dàta anns a bheil a h-uile dàta meso agus dàta a chaidh a chruinneachadh bho cheist stòr-dàta EPA ECOTOX (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, air a ruigsinn air 14 Màrt, 2019), is e fad an sgrùdaidh 4 latha no nas fhaide, agus (iii) seata dàta anns a bheil a h-uile dàta mesoscopic agus dàta ECOTOX, anns a bheil dàta ECOTOX (nochdadh gann) air a roinn le acute gu Co-mheas D. magna ( 19.39) gus an eadar-dhealachadh ann an ùine nochdaidh a mhìneachadh agus tuairmse a dhèanamh air luach leantainneach EC50 (12).Is e ar n-adhbhar airson grunn mhodalan SSD a ghineadh (i) luachan HC5 a leasachadh airson coimeas ri dàta làraich (a-mhàin airson SSDs airson meadhanan), agus (ii) measadh gu bheilear a’ gabhail ri dàta meadhanan nas fharsainge na buidhnean riaghlaidh airson in-ghabhail ann an tuathanas-uisge. neart slatan-tomhais beatha agus suidheachadh àbhaisteach de ghoireasan dàta, agus mar sin comasachd sgrùdaidhean mesoscopic a chleachdadh airson a’ phròiseas atharrachaidh.
Chaidh SSD a leasachadh airson gach seata dàta a’ cleachdadh a’ phacaid R “ssdtools” (48).Cleachd an bootstrap (n = 10,000) gus tuairmse a dhèanamh air cuibheasachd HC5 agus eadar-àm misneachd (CI) bhon SSD.Tha ceathrad ’s a naoi freagairt taxa (gach tacsa a chaidh a chomharrachadh mar sheòrsa no gnè) a chaidh a leasachadh tron ​​​​rannsachadh seo air an cur còmhla ri 32 freagairtean taxa air an cur ri chèile bho shia sgrùdaidhean foillsichte ann an stòr-dàta ECOTOX, airson freagairt 81 Taxon gu h-iomlan a chleachdadh airson leasachadh SSD. .Leis nach deach dàta sam bith a lorg ann an stòr-dàta ECOTOX de amides, cha deach SSD sam bith a leasachadh airson amides agus cha deach ach aon fhreagairt EC50 fhaighinn bhon sgrùdadh làithreach.Ged nach deach luach EC50 ach aon bhuidheann sulfide a lorg ann an stòr-dàta ECOTOX, tha luachan 12 EC50 aig an oileanach ceumnaiche gnàthach.Mar sin, chaidh SSDs airson buidhnean sulfinyl a leasachadh.
Chaidh na luachan sònraichte HC5 de choimeasgaidhean fipronil a fhuaireadh bho sheata dàta SSD de Mesocosmos a-mhàin a chur còmhla ri dàta làraich gus measadh a dhèanamh air follaiseachd agus puinnseanta todhar fipronil ann an sruthan 444 bho chòig roinnean anns na Stàitean Aonaichte.Anns an uinneag samplachaidh 4-seachdain mu dheireadh, tha gach cruinneachadh de choimeasgaidhean fipronil a chaidh a lorg (tha dùmhlachd neo-aithnichte neoni) air a roinn leis an HC5 fa leth, agus tha an co-mheas toinnte de gach sampall air a chruinneachadh gus an aonad puinnseanta iomlan de fipronil (ΣTUFipronils) fhaighinn, far a bheil ΣTUFipronils> 1 a 'ciallachadh puinnseanta.
Le bhith a’ dèanamh coimeas eadar dùmhlachd cunnart 50% de na gnèithean air a bheil buaidh (HC50) le luach EC50 de bheairteas taxa a thàinig bhon deuchainn membran meadhanach, chaidh an SSD a fhuaireadh bhon dàta membran meadhanach a mheasadh gus cugallachd na coimhearsnachd eag-eòlasach san fharsaingeachd gu fipronil a nochdadh. ceum..Tron choimeas seo, faodar an cunbhalachd eadar modh SSD (a ’toirt a-steach dìreach an fheadhainn taxa le dàimh freagairt dòs) agus an dòigh EC50 (a’ toirt a-steach a h-uile cìs sònraichte a chaidh fhaicinn anns an àite meadhanach) a ’cleachdadh modh EC50 airson beairteas taxa a thomhas Gnè.Dàimh freagairt dòs.
Chaidh comharradh gnè cunnart puinnsean-bhiastagan (SPEARpesticides) a thomhas gus sgrùdadh a dhèanamh air a’ cheangal eadar inbhe slàinte choimhearsnachdan neo-dhruim-altachain agus ΣTUFipronil ann an sruthan cruinneachaidh neo-dhruim-altachain 437.Bidh meatrach SPEARpesticides ag atharrachadh co-dhèanamh neo-dhruim-altachain gu bhith na mheatrach pailteas airson tacsonamaidh bith-eòlasach le feartan eòlas-inntinn agus eag-eòlasach, agus mar sin a’ toirt cugallachd ri puinnseanan.Chan eil an comharra SPEARpesticides mothachail air covariates nàdarra (49, 50), ged a bheir droch mhilleadh àrainn buaidh air a choileanadh (51).Tha an dàta pailteas a chaidh a chruinneachadh air an làrach airson gach tacson air a cho-òrdanachadh le prìomh luach an tacson co-cheangailte ri bathar-bog ASTERICS gus càileachd eag-eòlasach na h-aibhne a mheasadh (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home . html).An uairsin cuir a-steach an dàta gu bathar-bog Indicate (http://systemecology.eu/indicate/) (dreach 18.05).Anns a’ bhathar-bog seo, thathas a’ cleachdadh an stòr-dàta trait Eòrpach agus an stòr-dàta le cugallachd eòlas-inntinn ri puinnseanan gus dàta gach làrach a thionndadh gu bhith na chomharra SPEARpesticides.Chleachd gach aon de na còig sgrùdaidhean roinneil am Modail Additive Coitcheann (GAM) [pasgan “mgcv” ann an R (52)) gus sgrùdadh a dhèanamh air a ’cheangal eadar meatrach SPEARpesticides agus ΣTUFipronils [tionndadh log10(X + 1)] Co-cheangailte.Airson fiosrachadh nas mionaidiche mu mheatairean SPEARpesticides agus airson mion-sgrùdadh dàta, faic na Stuthan Leasachail.
Tha an clàr-amais càileachd uisge cunbhalach anns gach sruth mesoscopic agus fad an deuchainn mesoscopic.Bha an teòthachd cuibheasach, pH agus seoltachd 13.1 ° C (± 0.27 ° C), 7.8 (± 0.12) agus 54.1 (± 2.1) μS / cm (35), fa leth.Is e 3.1 mg/L an gualain organach leaghte ann an uisge glan aibhne.Ann am meso-sealladh na h-aibhne far a bheil an inneal-clàraidh MiniDOT air a chleachdadh, tha an ocsaidean fuasgailte faisg air sùghaidh (cuibheasach> 8.0 mg / L), a’ nochdadh gu bheil an t-sruth air a chuairteachadh gu h-iomlan.
Tha dàta smachd càileachd agus gealltanas càileachd air fipronil air a thoirt seachad anns an fhoillseachadh dàta na chois (35).Ann an ùine ghoirid, tha na h-ìrean faighinn air ais de spìcean matrix obair-lann agus sampallan mesoscopic mar as trice taobh a-staigh raointean iomchaidh (ath-bheothachadh 70% gu 130%), tha inbhean IDL a’ dearbhadh an dòigh cainneachdail, agus mar as trice tha beàrnan obair-lann agus ionnstramaidean glan Tha glè bheag de dh’ eisgeachdan ann a bharrachd air na coitcheannaidhean sin air an deach beachdachadh anns an stuth leasachail..
Mar thoradh air dealbhadh an t-siostaim, mar as trice tha an dùmhlachd tomhaiste de fipronil nas ìsle na an luach targaid (Figear S2) (seach gu bheil e a’ toirt 4 gu 10 latha gus staid sheasmhach a ruighinn fo chumhachan air leth) (30).An coimeas ri todhar fipronil eile, chan eil an dùmhlachd desulfinyl agus amide ag atharrachadh mòran thar ùine, agus tha caochlaideachd an dùmhlachd taobh a-staigh an làimhseachaidh nas lugha na an eadar-dhealachadh eadar leigheasan ach a-mhàin làimhseachadh dùmhlachd ìosal de sulfone agus sulfide.Tha an raon dùmhlachd cuibheasach le cuideam ùine airson gach buidheann làimhseachaidh mar a leanas: Fipronil, IDL gu 9.07μg / L;Desulfinyl, IDL gu 2.15 μg / L;Amide, IDL gu 4.17μg / L;Sulfide, IDL Gu 0.57μg / liotair;agus sulfone, tha IDL 1.13μg/liotar (35).Ann an cuid de shruthan, chaidh todhar fipronil neo-thargaid a lorg, is e sin, todhar nach deach a spìonadh a-steach do làimhseachadh sònraichte, ach a bha aithnichte mar thoraidhean truaillidh den todhar làimhseachaidh.Tha an àireamh as motha de thoraidhean truaillidh neo-targaid air an lorg anns na membranan mesoscopic a tha air an làimhseachadh le fipronil companach pàrant (nuair nach eilear gan cleachdadh mar todhar giollachd, is iad sulfinyl, amide, sulfide agus sulfone);dh’ fhaodadh iad sin a bhith mar thoradh air a’ phròiseas cinneasachaidh Neo-ionmhasan toinnte agus/no pròiseasan truaillidh a thachras nuair a thathar a’ stòradh an fhuasglaidh stuic agus (no) anns an deuchainn mesoscopic seach mar thoradh air tar-thruailleadh.Cha deach gluasad sam bith de dhì-chothromachadh ann an làimhseachadh fipronil.Mar as trice lorgar todhar truaillidh neo-targaid anns a’ bhodhaig leis an dùmhlachd làimhseachaidh as àirde, ach tha an dùmhlachd nas ìsle na dùmhlachd nan todhar neo-targaid sin (faic an ath earrann airson an dùmhlachd).Mar sin, leis nach bi todhar truaillidh neo-targaid mar as trice air a lorg anns an làimhseachadh fipronil as ìsle, agus leis gu bheil an dùmhlachd a chaidh a lorg nas ìsle na an dùmhlachd buaidh anns an làimhseachadh as àirde, thathas a’ co-dhùnadh nach eil ach glè bheag de bhuaidh aig na todhar neo-targaid sin air an anailis.
Ann an deuchainnean meadhanan, bha macroinvertebrates benthic mothachail air fipronil, desulfinyl, sulfone, agus sulfide [Clàr S1;tha an dàta pailteas tùsail air a thoirt seachad san dreach dàta na chois (35)].Chan eil Fipronil amide ach airson an cuileag Rhithrogena sp.Toxic (marbhtach), tha an EC50 aige 2.05μg/L [±10.8(SE)].Chaidh lùban freagairt dòs de 15 taxa sònraichte a chruthachadh.Sheall na tacsa sin bàsmhorachd taobh a-staigh an raon dùmhlachd deuchainn (Clàr S1), agus tacsa cruinnichte cuimsichte (leithid cuileagan) (Figear S3) agus taxa beairteach (Figear 1) Chaidh lùb freagairt dòs a chruthachadh.Tha an dùmhlachd (EC50) de fipronil, desulfinyl, sulfone agus sulfide air na taxa sònraichte den raon taxa as mothachail bho 0.005-0.364, 0.002-0.252, 0.002-0.061 agus 0.005-0.043μg/L, fa leth .Rhithrogena sp.Agus Sweltsa sp.;Figear S4) nas ìsle na na tacsa nas fhulangaiche (leithid Micropsectra / Tanytarsus agus Lepidostoma sp.) (Clàr S1).A rèir an EC50 cuibheasach de gach todhar ann an Clàr S1, is e sulfones agus sulfides na todhar as èifeachdaiche, agus mar as trice is e neo-dhruim-altachain an fheadhainn as motha a tha mothachail air desulfinyl (ach a-mhàin amides).Tha metrics an inbhe eag-eòlasach iomlan, leithid beairteas tacsa, pailteas iomlan, pentaploid iomlan agus cuileag cloiche iomlan, a’ toirt a-steach tacsa agus pailteas cuid de taxa, gu math tearc ann am meso agus chan urrainnear an tomhas Tarraing lùb freagairt dòs fa leth.Mar sin, tha na comharran eag-eòlasach seo a’ toirt a-steach freagairtean tacson nach eil air an gabhail a-steach san SSD.
Beairteas taxa (larbha) le gnìomh logistic trì-ìrean de (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, agus (D) dùmhlachd sulfide.Tha gach puing dàta a’ riochdachadh larbha bho aon shruth aig deireadh an deuchainn meso 30-latha.Is e beairteas tacson an àireamh de chìsean gun samhail anns gach sruth.Is e an luach dùmhlachd cuibheasachd cuideam ùine an dùmhlachd a chaidh fhaicinn de gach sruth air a thomhas aig deireadh an deuchainn 30-latha.Chan eil dàimh sam bith aig Fipronil amide (nach eil air a shealltainn) ri taxa beairteach.Thoir an aire gu bheil an x-axis air sgèile logarithmach.Tha EC20 agus EC50 le SE air an aithris ann an Clàr S1.
Aig an ìre as àirde de na còig coimeasgaidhean fipronil, chaidh ìre èiginn Uetridae sìos.Chaidh an àireamh sa cheud de ghineadh (EC50) de sulfide, sulfone, fipronil, amide agus desulfinyl sìos 50% aig na cuibhreannan de 0.03, 0.06, 0.11, 0.78 agus 0.97μg/L fa leth (Figear 2 agus Figear S5).Anns a’ mhòr-chuid de na deuchainnean 30-latha, chaidh dàil a chuir air a h-uile làimhseachadh de fipronil, desulfinyl, sulfone agus sulfide, ach a-mhàin cuid de leigheasan dùmhlachd ìosal (Figear 2), agus chaidh casg a chuir air an coltas.Anns an làimhseachadh amide, bha an t-uisge cruinnichte tron ​​​​deuchainn gu lèir nas àirde na an smachd, le dùmhlachd de 0.286μg / liotair.Chuir an dùmhlachd as àirde (4.164μg / liter) rè an deuchainn gu lèir bacadh air an eisidh, agus bha ìre eisdeachd an làimhseachaidh eadar-mheadhanach coltach ri ìre na buidhne smachd.(figear 2).
Is e èiginn tionalach an nochdadh cuibheasach làitheil cuibheasach de gach làimhseachadh minus (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, (D) sulfide agus (E) amide anns an t-sruth smachd Nochdadh cuibheasach làitheil cuibheasach na membran.Ach a-mhàin smachd (n = 6), n = 1. 'S e an luach co-chruinneachaidh cuibheasachd cuideam ùine a' cho-chruinneachaidh a chaidh fhaicinn anns gach sruth.
Tha an lùb freagairt dòs a’ sealltainn, a bharrachd air call tacsonomaigeach, gu bheil atharrachaidhean structarail aig ìre na coimhearsnachd.Gu sònraichte, taobh a-staigh raon dùmhlachd deuchainn, sheall am pailteas may (Figear S3) agus pailteas taxa (Figear 1) dàimhean freagairt dòs cudromach le fipronil, desulfinyl, sulfone, agus sulfide.Mar sin, rannsaich sinn mar a tha na h-atharrachaidhean structarail sin a’ leantainn gu atharrachaidhean ann an gnìomh coimhearsnachd le bhith a’ dèanamh deuchainn air an easbhaidh beathachaidh.Tha droch bhuaidh dhìreach aig a bhith a’ nochdadh neo-dhruim-altachain uisgeach gu fipronil, desulfinyl, sulfide agus sulfone air bith-thomas an sgrìob (Figear 3).Gus smachd a chumail air droch bhuaidh fipronil air bith-thomas an scraper, thug an scraper droch bhuaidh cuideachd air clorophyll a biomass (Figear 3).Is e toradh nan co-èifeachdan slighe àicheil sin àrdachadh lom ann an clorophyll a mar a tha an dùmhlachd de fipronil agus truaillidh ag àrdachadh.Tha na modalan slighe làn-mheadhanach seo a’ nochdadh gu bheil àrdachadh ann an ìsleachadh fipronil no fipronil a’ leantainn gu àrdachadh anns a’ chuibhreann de chlorophyll a (Figear 3).Thathas a’ gabhail ris ro-làimh gu bheil a’ bhuaidh dhìreach eadar dùmhlachd fipronil no truailleadh agus clorophyll a bith-thomas neoni, leis gur e puinnseanan a th’ ann an todhar fipronil agus gu bheil puinnseanta dìreach ìosal do lìonanaich (mar eisimpleir, is e dùmhlachd bun-loidhne planntrais neo-vascular dian EPA 100μg / L). fipronil, buidheann disulfoxide, sulfone agus sulfide; barail.
Faodaidh Fipronil lùghdachadh mòr a thoirt air bith-thomas (buaidh dhìreach) ionaltraidh (is e larbha am buidheann sgrìobadh), ach chan eil buaidh dhìreach aige air bith-thomas clorophyll a.Ach, is e buaidh neo-dhìreach làidir fipronil a bhith ag àrdachadh bith-thomas clorophyll a mar fhreagairt air nas lugha de ionaltradh.Tha an t-saighead a’ comharrachadh co-èifeachd slighe àbhaisteach, agus tha an soidhne minus (-) a’ comharrachadh stiùir a’ chomainn.* A’ nochdadh an ìre de chudromachd.
Thug na trì SSDan (sreath meadhanach a-mhàin, còmhdach meadhanach a bharrachd air dàta ECOTOX, agus còmhdach meadhanach a bharrachd air dàta ECOTOX ceartachadh airson eadar-dhealachaidhean ann an ùine nochdaidh) luachan HC5 a bha eadar-dhealaichte ainmichte (Clàr S3), ach bha na toraidhean taobh a-staigh raon SE.Anns a 'chòrr den sgrùdadh seo, cuiridh sinn fòcas air an SSD dàta le dìreach an cruinne-cè meso agus an luach HC5 co-cheangailte.Airson tuairisgeul nas coileanta air na trì measaidhean SSD seo, thoir sùil air na stuthan leasachail (Clàran S2 gu S5 agus Figearan S6 agus S7).Is e an cuairteachadh dàta as freagarraiche (sgòr àbhaisteach fiosrachaidh Akaike as ìsle) de na ceithir todhar fipronil (Figear 4) a thathas a’ cleachdadh a-mhàin ann am mapa meso-solid SSD an log-gumbel de fipronil agus sulfone, agus an weibull de sulfide And desulfurized γ ( Clàr S3).Tha na luachan HC5 a gheibhear airson gach todhar air an aithris ann am Figear 4 airson an cruinne-cè meso a-mhàin, agus ann an Clàr S3 tha na luachan HC5 bho na trì seataichean dàta SSD air an aithris.Luachan HC50 de bhuidhnean fipronil, sulfide, sulfone agus desulfinyl [22.1 ± 8.78 ng / L (95% CI, 11.4 gu 46.2), 16.9 ± 3.38 ng / L (95% CI, 11.2 gu 24.0), 8 80± 2.66 ng / L (95% CI, 5.44 gu 15.8) agus 83.4 ± 32.9 ng / L (95% CI, 36.4 gu 163)] Tha na todhar sin gu math nas ìsle na beairteas taxa EC50 (àireamh iomlan de chìsean gun samhail) (Clàr S1 is e na notaichean anns a’ chlàr stuthan leasachail micrograman gach liotair).
Anns an deuchainn meso-sgèile, nuair a bhios e fosgailte do (A) fipronil, (B) dessulfinyl fipronil, (C) fipronil sulfone, (D) fipronil sulfide airson 30 latha, tha cugallachd gnè air a mhìneachadh mar luach EC50 tacson.Tha an loidhne lùbte gorm a’ riochdachadh 95% CI.Tha an loidhne còmhnard còmhnard a’ riochdachadh HC5.Tha luach HC5 (ng/L) de gach todhar mar a leanas: Fipronil, 4.56 ng/L (95% CI, 2.59 gu 10.2);Sulfide, 3.52 ng/L (1.36 gu 9.20);Sulfone, 2.86 ng/ Liter (1.93 gu 5.29);agus sulfinyl, 3.55 ng / liotair (0.35 gu 28.4).Thoir an aire gu bheil an x-axis air sgèile logarithmach.
Anns na còig sgrùdaidhean roinneil, chaidh Fipronil (pàrantan) a lorg ann an 22% de na puingean samplachaidh achaidh 444 (Clàr 1).Tha tricead lorg florfenib, sulfone agus amide coltach (18% gu 22% den sampall), tha tricead lorg sulfide agus desulfinyl nas ìsle (11% gu 13%), agus tha na toraidhean truaillidh a tha air fhàgail glè àrd.Glè bheag (1% no nas lugha) no nach deach a lorg a-riamh (Clàr 1)..Tha Fipronil air a lorg gu tric san ear-dheas (52% de na làraich) agus nas trice san iar-thuath (9% de na làraich), a tha a’ nochdadh caochlaideachd cleachdadh benzopyrazole agus so-leòntachd sruthan air feadh na dùthcha.Mar as trice bidh luchd-dearbhaidh a’ nochdadh pàtrain roinneil coltach ris, leis an tricead lorgaidh as àirde san ear-dheas agus an ìre as ìsle ann an iar-thuath no oirthir California.Bha an dùmhlachd tomhais de fipronil aig an ìre as àirde, agus an uairsin am fipronil compound phàrant (90% sa cheud de 10.8 agus 6.3 ng / L, fa leth) (Clàr 1) (35).Chaidh an dùmhlachd as àirde de fipronil (61.4 ng / L), disulfinyl (10.6 ng / L) agus sulfide (8.0 ng / L) a dhearbhadh san ear-dheas (anns na ceithir seachdainean mu dheireadh den sampall).Chaidh an ìre as àirde de sulfone a dhearbhadh san taobh an iar.(15.7 ng / L), amide (42.7 ng / L), dessulfinyl flupirnamide (14 ng / L) agus fipronil sulfonate (8.1 ng / L) (35).B 'e Florfenide sulfone an aon stuth a chaidh fhaicinn a bha nas àirde na HC5 (Clàr 1).Tha na ΣTUFipronils cuibheasach eadar na diofar roinnean ag atharrachadh gu mòr (Clàr 1).Is e a’ chuibheasachd nàiseanta ΣTUFipronils 0.62 (gach àite, a h-uile sgìre), agus tha ΣTUFipronils> 1 aig 71 làrach (16%), a’ nochdadh gum faodadh e a bhith puinnseanta dha macroinvertebrates beantach.Ann an ceithir de na còig roinnean a chaidh a sgrùdadh (ach a-mhàin am Midwest), tha dàimh chudromach eadar SPEARpesticides agus ΣTUFipronil, le R2 atharraichte a’ dol bho 0.07 air oirthir California gu 0.34 san ear-dheas (Figear 5).
* Stuthan air an cleachdadh ann an deuchainnean mesoscopic.†ΣTUFipronils, meadhan suim nan aonadan toxin [dùmhlachd achaidh a chaidh fhaicinn de cheithir todhar fipronil / dùmhlachd cunnart de gach todhar bhon chòigeamh ceudad den ghnè le galair SSD (Figear 4)] Airson na sampallan seachdaineil de fipronil, an 4 mu dheireadh chaidh seachdainean de shamhlaichean puinnsean-bhiastagan a chaidh a chruinneachadh aig gach làrach a thomhas.‡An àireamh de dh’àiteachan far a bheilear a’ tomhas puinnseanan.§ Tha an 90mh sa cheud stèidhichte air an ìre as àirde a chaidh fhaicinn air an làrach anns na 4 seachdainean mu dheireadh de samplachadh puinnseanan.leis an àireamh sa cheud de shamhlaichean a chaidh a dhearbhadh.¶ Cleachd an 95% CI de luach HC5 (Figear 4 agus Clàr S3, dìreach meso) gus an CI obrachadh a-mach.Chaidh Dechloroflupinib a sgrùdadh anns a h-uile sgìre agus cha deach a lorg a-riamh.ND, cha deach a lorg.
Is e an aonad puinnseanta Fipronil an dùmhlachd fipronil tomhaiste air a roinn leis an luach HC5 a tha sònraichte airson todhar, a tha air a dhearbhadh leis an SSD a gheibhear bho dheuchainn mheadhanan (faic Figear 4).Loidhne dhubh, modail cuir-ris coitcheann (GAM).Tha CI de 95% aig an loidhne dearg airson GAM.Tha ΣTUFipronils air a thionndadh gu log10 (ΣTUFipronils+1).
Tha droch bhuaidh fipronil air gnèithean uisgeach nach eil targaid air a chlàradh gu math (15, 21, 24, 25, 32, 33), ach is e seo a’ chiad sgrùdadh anns a bheil e mothachail ann an àrainneachd obair-lann fo smachd.Bha coimhearsnachdan nan taxa fosgailte do choimeasgaidhean fipronil, agus chaidh na toraidhean a chuir a-mach air sgèile mòr-thìreach.Faodaidh toraidhean an deuchainn mesocosmic 30-latha 15 buidhnean de bhiastagan uisge air leth a thoirt gu buil (Clàr S1) le dùmhlachd gun aithris anns an litreachas, am measg nach eil na meanbh-bhiastagan uisgeach anns an stòr-dàta puinnseanta air an riochdachadh gu leòr (53, 54).Tha lùban freagairt dòs sònraichte a tha sònraichte do chìsean (leithid EC50) air an nochdadh ann an atharrachaidhean aig ìre coimhearsnachd (leithid beairteas taxa agus dh’ fhaodadh call pailteas itealaich) agus atharrachaidhean gnìomh (leithid casgan beathachaidh agus atharrachaidhean ann an coltas).Chaidh buaidh na cruinne mesoscopic a chuir a-mach don raon.Ann an ceithir de na còig raointean rannsachaidh anns na Stàitean Aonaichte, bha an dùmhlachd fipronil air a thomhas le raon co-cheangailte ri crìonadh eag-shiostam uisgeach anns an uisge sruthadh.
Tha buaidh dìon aig luach HC5 de 95% de na gnèithean anns an deuchainn membran meadhanach, a’ nochdadh gu bheil coimhearsnachdan neo-dhruim-altachain uisgeach san fharsaingeachd nas mothachaile do choimeasgaidhean fipronil na chaidh a thuigsinn roimhe.Tha an luach HC5 a fhuaireadh (florfenib, 4.56 ng / liotair; desulfoxirane, 3.55 ng / liotair; sulfone, 2.86 ng / liotair; sulfide, 3.52 ng / liotair) grunn thursan (florfenib) gu trì tursan Nas motha na òrdugh meudachd (desulfinyl). ) fo shlat-tomhais gnàthach neo-dhruim-altachain EPA [fipronil, 11 ng / litr;desulfinil, 10,310 ng/liotar;sulfone, 37 ng/liotar;agus sulfide, airson 110 ng/liotar (8)].Chomharraich deuchainnean mesoscopic mòran bhuidhnean a tha mothachail air fipronil an àite an fheadhainn a tha air an comharrachadh le slat-tomhais neo-dhruim-altachain cronach an EPA (buidhnean 4 a tha nas mothachaile do fipronil, paidhrichean 13 desulfinil, paidhrichean 11 de sulfone agus paidhrichean 13) cugallachd sulfide) (Figear 4 agus clàr) S1).Tha seo a’ sealltainn nach urrainn slatan-tomhais dìon a thoirt do ghrunn ghnèithean a thathas cuideachd a’ faicinn anns an t-saoghal mheadhanach, a tha cuideachd farsaing ann an eag-shiostaman uisgeach.Tha an eadar-dhealachadh eadar na toraidhean againn agus an slat-tomhais gnàthach gu ìre mhòr mar thoradh air dìth dàta deuchainn puinnseanta fipronil a tha buntainneach ri raon de chìsean biastagan uisgeach, gu sònraichte nuair a tha an ùine nochdaidh nas àirde na 4 latha agus fipronil a’ crìonadh.Rè an deuchainn mesocosmic 30-latha, bha a 'mhòr-chuid de mheanbh-fhrìdean anns a' choimhearsnachd neo-dhruim-altachain nas mothachaile do fipronil na an fhàs-bheairt deuchainn cumanta Aztec (crustacean), eadhon an dèidh ceartachadh an Aztec Tha an EC50 de Teike ga dhèanamh mar an ceudna às deidh cruth-atharrachadh gann.(Mar as trice 96 uairean) gu ùine nochdaidh cronail (Figear S7).Chaidh co-aontachd nas fheàrr a ruighinn eadar an deuchainn membran meadhanach agus an sgrùdadh a chaidh aithris ann an ECOTOX a’ cleachdadh an fhàs-bheairt deuchainn àbhaisteach Chironomus dilutus (biastag).Chan eil e na iongnadh gu bheil biastagan uisgeach gu sònraichte mothachail air puinnseanan.Gun a bhith ag atharrachadh na h-ùine nochdaidh, sheall an deuchainn meso-sgèile agus dàta coileanta stòr-dàta ECOTOX gun robhas a’ faicinn mòran de chìsean a bhith nas mothachaile do choimeasgaidhean fipronil na Clostridium caolaichte (Figear S6).Ach, le bhith ag atharrachadh an ùine nochdaidh, is e Dilution Clostridium am fàs-bheairt as motha a tha mothachail air fipronil (pàrant) agus sulfide, ged nach eil e mothachail air sulfone (Figear S7).Tha na co-dhùnaidhean sin a’ sealltainn cho cudromach sa tha e a bhith a’ toirt a-steach iomadh seòrsa de fhàs-bheairtean uisgeach (a’ gabhail a-steach ioma-bhiastag) gus fìor cho-chruinneachaidhean puinnseanan-bhiastagan a thoirt gu buil a dhìonas fàs-bheairtean uisgeach.
Faodaidh an dòigh SSD tacsa tearc no neo-mhothachail a dhìon nach urrainnear EC50 a dhearbhadh, leithid Cinygmula sp., Isoperla fulva agus Brachycentrus americanus.Tha luachan EC50 de pailteas taxa agus is dòcha gu bheil pailteas itealaich a’ nochdadh atharrachaidhean ann an sgrìobhadh coimhearsnachd co-chòrdail ri luachan HC50 an SSD de fipronil, sulfone agus sulfide.Tha am protocol a’ toirt taic don bheachd a leanas: Faodaidh an dòigh SSD a thathar a’ cleachdadh gus stairsnich fhaighinn a’ choimhearsnachd air fad a dhìon, a’ gabhail a-steach tacsa tearc no neo-mhothachail sa choimhearsnachd.Is dòcha nach bi an stairsneach de fhàs-bheairtean uisgeach a chaidh a dhearbhadh bho SSDs stèidhichte air dìreach beagan taxa no tacsa neo-mhothachail gu mòr gu leòr ann a bhith a’ dìon eag-shiostaman uisgeach.Tha seo fìor airson desulfinyl (Figear S6B).Air sgàth dìth dàta ann an stòr-dàta ECOTOX, is e dùmhlachd bun-loidhne neo-dhruim-altachain cronail EPA 10,310 ng / L, a tha ceithir òrdughan meud nas àirde na an 3.55 ng / L de HC5.Toraidhean diofar sheataichean freagairt tacson a chaidh a thoirt a-mach ann an deuchainnean mesoscopic.Tha dìth dàta puinnseanta gu sònraichte na dhuilgheadas airson todhar truaillidh (Figear S6), a dh’ fhaodadh mìneachadh carson a tha na slatan-tomhais bith-eòlasach uisgeach airson sulfone agus sulfide timcheall air 15 gu 30 uair nas mothachaile na luach SSD HC5 stèidhichte air Sìona Universe.Is e buannachd modh membran meadhanach gum faodar luachan ioma-EC50 a dhearbhadh ann an aon dheuchainn, a tha gu leòr airson SSD iomlan a chruthachadh (mar eisimpleir, desulfinyl; Figear 4B agus Figearan S6B agus S7B), agus tha buaidh mhòr aca air taxa nàdarra an eag-shiostam dìonta Mòran fhreagairtean.
Tha deuchainnean mesoscopic a’ sealltainn gum faodadh droch bhuaidh fhollaiseach agus neo-dhìreach a bhith aig fipronil agus na toraidhean truaillidh aige air gnìomhachd coimhearsnachd.Anns an deuchainn mesoscopic, bha coltas gun tug na còig companaidhean fipronil buaidh air nochdadh biastagan.Tha toraidhean a’ choimeas eadar na co-chruinneachaidhean as àirde agus as ìsle (bacadh agus brosnachadh nochdadh fa-leth no atharrachaidhean ann an ùine èiginn) co-chòrdail ris na toraidhean a chaidh aithris roimhe de dheuchainnean meso a’ cleachdadh an insecticide bifenthrin (29).Tha nochdadh inbhich a’ toirt seachad gnìomhan eag-eòlasach cudromach agus faodar an atharrachadh le truaillearan leithid fipronil (55, 56).Tha nochdadh aig an aon àm deatamach chan ann a-mhàin airson gintinn bhiastagan agus seasmhachd sluaigh, ach cuideachd airson solar de bhiastagan aibidh, a dh'fhaodar a chleachdadh mar bhiadh dha beathaichean uisgeach is talmhainn (56).Le bhith a’ cur casg air sìolaidhean sìol dh’ fhaodadh sin droch bhuaidh a thoirt air an iomlaid bìdh eadar eag-shiostaman uisgeach agus eag-shiostaman aibhnichean, agus buaidh truailleadh uisge a sgaoileadh gu eag-shiostaman talmhainn (55, 56).Mar thoradh air an lùghdachadh anns an àireamh de luchd-sgrìobidh (meanbh-fhrìdean ag ithe algae) a chaidh fhaicinn anns an deuchainn meso-sgèile thàinig lùghdachadh ann an caitheamh algae, a lean gu àrdachadh ann an clorophyll a (Figear 3).Bidh an casg trophic seo ag atharrachadh na sruthan gualain agus naitridean anns an lìon bìdh lionn, coltach ri sgrùdadh a rinn measadh air buaidhean pyrethroid bifenthrin air coimhearsnachdan beanntach (29).Mar sin, faodaidh phenylpyrazoles, leithid fipronil agus na toraidhean truaillidh aige, pyrethroid, agus is dòcha seòrsachan eile de bhiastagan-bhiastagan, àrdachadh gu neo-dhìreach ann am bith-thomas algach agus buaireadh gualain agus naitridean ann an sruthan beaga.Dh’ fhaodadh buaidhean eile leudachadh gu bhith a’ sgrios chuairtean gualain is naitridean eadar eag-shiostaman uisgeach is talmhaidh.
Leig am fiosrachadh a fhuaireadh bhon deuchainn membran meadhanach leinn measadh a dhèanamh air iomchaidheachd eag-eòlasach co-chruinneachaidhean todhar fipronil air a thomhas ann an sgrùdaidhean làraich air sgèile mhòr a chaidh a dhèanamh ann an còig roinnean de na Stàitean Aonaichte.Ann an 444 sruthan beaga, chaidh 17% den cho-chruinneachadh cuibheasach de aon no barrachd todhar fipronil (cuibheasach thairis air seachdainean 4) thairis air an luach HC5 a fhuaireadh bhon deuchainn mheadhanan.Cleachd an SSD bhon deuchainn meso-sgèile gus an dùmhlachd todhar fipronil tomhaiste a thionndadh gu clàr-amais co-cheangailte ri puinnseanta, is e sin, suim aonadan puinnseanta (ΣTUFipronils).Tha luach 1 a’ nochdadh puinnseanta no gu bheil foillseachadh tionalach todhar fipronil nas àirde na an gnè dìon aithnichte luach 95%.Tha an dàimh chudromach eadar ΣTUFipronil ann an ceithir de na còig roinnean agus an comharra SPEARpesticides de shlàinte coimhearsnachd neo-dhruim-altachain a 'nochdadh gum faodadh fipronil droch bhuaidh a thoirt air coimhearsnachdan neo-dhruim-altachain beantach ann an aibhnichean ann an iomadh roinn de na Stàitean Aonaichte.Tha na toraidhean sin a’ toirt taic do bheachd-bharail Wolfram et al.(3) Chan eilear a’ tuigsinn gu h-iomlan an cunnart bho mheanbh-bhiastagan phenpyrazole gu uisgeachan uachdar anns na Stàitean Aonaichte leis gu bheil a’ bhuaidh air biastagan uisgeach a’ tachairt nas ìsle na an ìre riaghlaidh gnàthach.
Tha a’ mhòr-chuid de shruthan le susbaint fipronil os cionn na h-ìre puinnseanta suidhichte ann an sgìre an ear-dheas an ìre mhath bailteil (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).Cho-dhùin am measadh roimhe air an sgìre chan e a-mhàin gur e fipronil am prìomh chuideam a tha a’ toirt buaidh air structar coimhearsnachd neo-dhruim-altachain anns a’ chala, ach cuideachd gu bheil ocsaidean fuasgailte ìosal, barrachd mathachaidh, atharrachaidhean sruthadh, truailleadh àrainnean, agus puinnseanan eile agus an roinn truaillidh cudromach. stòr cuideam (57).Tha am measgachadh seo de luchd-cuideachaidh co-chòrdail ris an “syndrome abhainn bailteil”, a tha mar an truailleadh ann an eag-shiostaman aibhne a chithear gu cumanta a thaobh cleachdadh fearainn bailteil (58, 59).Tha comharran cleachdadh fearainn bailteil ann an roinn an ear-dheas a’ fàs agus tha dùil gun àrdaich iad mar a bhios àireamh-sluaigh na sgìre a’ fàs.Thathas an dùil gun àrdaich buaidh leasachadh bailteil san àm ri teachd agus puinnseanan air sruthadh bailteil (4).Ma chumas bailteachadh agus cleachdadh fipronil a’ dol am meud, dh’ fhaodadh cleachdadh a’ phuinnsean seo ann am bailtean-mòra barrachd buaidh a thoirt air coimhearsnachdan sruthain.Ged a tha an meta-anailis a’ co-dhùnadh gu bheil cleachdadh puinnseanan àiteachais a’ bagairt eag-shiostaman sruthan cruinne (2, 60), tha sinn a’ gabhail ris gu bheil na measaidhean sin a’ dèanamh dì-meas air buaidh chruinneil iomlan puinnseanan le bhith a’ dùnadh a-mach cleachdaidhean bailteil.
Faodaidh diofar luchd-cuideachaidh, a’ gabhail a-steach puinnseanan, buaidh a thoirt air coimhearsnachdan macroinvertebrates ann an raointean uisge leasaichte (bailteil, àiteachas agus cleachdadh fearainn measgaichte) agus dh’ fhaodadh iad a bhith co-cheangailte ri cleachdadh fearainn (58, 59, 61).Ged a chleachd an sgrùdadh seo an comharra SPEARpesticides agus feartan puinnseanta fipronil uisgeach-sònraichte gus buaidh factaran troimh-chèile a lughdachadh, dh’ fhaodadh truailleadh àrainn buaidh a thoirt air coileanadh comharra SPEARpesticides, agus faodar fipronil a choimeas ri puinnseanan eile co-cheangailte ri puinnseanan (4, 17, 51, 57).Ach, sheall modal ioma-cuideam a chaidh a leasachadh le bhith a’ cleachdadh tomhasan làraich bhon chiad dà sgrùdadh roinneil (Meadhan-iar-dheas agus Ear-dheas) gu bheil puinnseanan-bhiastagan nan cuideam cudromach shuas an abhainn airson suidheachadh coimhearsnachd macro-neamh-dhruim-altachain ann an aibhnichean grunnachaidh.Anns na modailean sin, tha caochladairean mìneachaidh cudromach a’ toirt a-steach puinnseanan (gu sònraichte bifenthrin), beathachadh agus feartan àrainn anns a’ mhòr-chuid de shruthan àiteachais ann am meadhan an iar-dheas, agus puinnseanan (gu sònraichte fipronil) anns a’ mhòr-chuid de bhailtean-mòra san ear-dheas.Atharrachaidhean ann an ocsaidean, beathachadh agus sruthadh (61, 62).Mar sin, ged a tha sgrùdaidhean roinneil a 'feuchainn ri dèiligeadh ri buaidh luchd-cuideachaidh neo-bhiastagan air comharran freagairt agus na comharran ro-innse atharrachadh gus cunntas a thoirt air buaidh fipronil, tha toraidhean làraich an sgrùdaidh seo a' toirt taic do bheachd fipronil.) Bu chòir a bhith air a mheas mar aon de na stòran cuideam as buadhaiche ann an aibhnichean Ameireagaidh, gu sònraichte ann an ear-dheas na Stàitean Aonaichte.
Is ann ainneamh a thathas a’ clàradh tachartas truailleadh puinnseanan san àrainneachd, ach dh’ fhaodadh an cunnart do fhàs-bheairtean uisge a bhith nas cronail na am prìomh bhuidheann.A thaobh fipronil, tha sgrùdaidhean làraich agus deuchainnean meso-sgèile air sealltainn gu bheil toraidhean truaillidh cho cumanta ris a’ bhuidheann phàrant anns na sruthan sampall agus gu bheil an aon puinnseanta no nas àirde aca (Clàr 1).Anns an deuchainn membran meadhanach, b ’e fluorobenzonitrile sulfone am fear as puinnseanta de na toraidhean truailleadh puinnseanan a chaidh a sgrùdadh, agus bha e na bu phuinnseanta na an todhar phàrant, agus chaidh a lorg cuideachd aig tricead coltach ris an fhear anns a’ phàrant todhar.Mura h-eil ach na puinnseanan pàrant air an tomhas, is dòcha nach tèid mothachadh a dhèanamh air tachartasan puinnseanta a dh’ fhaodadh a bhith ann, agus tha an dìth fiosrachaidh mu dheidhinn puinnseanta aig àm truailleadh puinnseanan a’ ciallachadh gum faodar an tachartas agus na builean a leigeil seachad.Mar eisimpleir, air sgàth dìth fiosrachaidh mu phuinnseanachadh stuthan truaillidh, chaidh measadh farsaing a dhèanamh air puinnseanan ann an sruthan na h-Eilbheis, a’ toirt a-steach 134 toradh truailleadh puinnseanan, agus cha deach ach an todhar pàrant a mheas mar am pàrant anns a’ mheasadh cunnairt eag-eòlasach aige.
Tha toraidhean a’ mheasaidh cunnairt eag-eòlasach seo a’ nochdadh gu bheil droch bhuaidh aig todhar fipronil air slàinte aibhne, agus mar sin faodar a dhearbhadh gu reusanta gum faodar droch bhuaidh fhaicinn an àite sam bith far a bheil todhar fipronil nas àirde na ìre HC5.Tha toraidhean deuchainnean mesoscopic neo-eisimeileach bhon àite, a 'sealltainn gu bheil an ìre de fipronil agus na stuthan truaillidh aige ann an iomadh taxa sruth mòran nas ìsle na chaidh a chlàradh roimhe.Tha sinn den bheachd gu bheil coltas ann gun tèid an lorg seo a leudachadh chun protobiota ann an sruthan pristine an àite sam bith.Chaidh toraidhean an deuchainn meso-sgèile a chuir an sàs ann an sgrùdaidhean làraich air sgèile mhòr (444 sruthan beaga air an dèanamh suas de chleachdaidhean measgaichte bailteil, àiteachais agus fearann ​​​​thar còig prìomh roinnean anns na Stàitean Aonaichte), agus chaidh a lorg gu robh an cruinneachadh de dh’ iomadh sruthan. far an deach fipronil a lorg tha dùil gum bi an puinnseanta a thig às a’ moladh gum faodadh na toraidhean sin leudachadh gu dùthchannan eile far a bheil fipronil air a chleachdadh.A rèir aithisgean, tha an àireamh de dhaoine a tha a’ cleachdadh Fipronil a’ dol am meud ann an Iapan, an RA agus na SA (7).Tha Fipronil an làthair air cha mhòr a h-uile mòr-thìr, a’ gabhail a-steach Astràilia, Ameireaga a-Deas agus Afraga (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208).Tha toraidhean nan sgrùdaidhean meso-gu-achadh a tha air an taisbeanadh an seo a’ nochdadh gum faodadh cudrom eag-eòlasach a bhith aig cleachdadh fipronil aig ìre cruinne.
Airson stuthan a bharrachd airson an artaigil seo, faic http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1
Is e artaigil ruigsinneachd fosgailte a tha seo air a chuairteachadh fo chumhachan a’ cheadachais Creative Commons Attribution-Non-Commercial, a leigeas le cleachdadh, cuairteachadh agus ath-riochdachadh ann am meadhan sam bith, fhad ‘s nach eil an cleachdadh deireannach airson buannachd malairteach agus gur e am bun-bheachd gu bheil an tha an obair thùsail ceart.Iomradh.
Nota: Chan iarr sinn ort ach do sheòladh puist-d a thoirt seachad gus am bi fios aig an neach a mholas tu don duilleag gu bheil thu airson gum faic iad am post-d agus nach e spam a th’ ann.Cha ghlac sinn seòlaidhean puist-d sam bith.
Tha a’ cheist seo air a cleachdadh gus dearbhadh a bheil thu nad neach-tadhail agus gus casg a chuir air spam fèin-ghluasadach.
Seònaid L. Miller, Travis S. Schmidt, Peter C. Van Metre, Barbara Mahler (Barbara J. Mahler, Mark W. Sandstrom, Lisa H. Nowell, Daren M. Carlisle, Patrick W. Moran
Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil puinnseanan cumanta a lorgar gu tric ann an sruthan Ameireagaidh nas puinnseanta na bha dùil roimhe.
Seònaid L. Miller, Travis S. Schmidt, Peter C. Van Metre, Barbara Mahler (Barbara J. Mahler, Mark W. Sandstrom, Lisa H. Nowell, Daren M. Carlisle, Patrick W. Moran
Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil puinnseanan cumanta a lorgar gu tric ann an sruthan Ameireagaidh nas puinnseanta na bha dùil roimhe.
©2021 Comann Ameireagaidh airson Adhartachadh Saidheans.Còraichean uile glèidhte.Tha AAAS na chom-pàirtiche de HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef agus COUNTER.SaidheansAdvances ISSN 2375-2548.