Pestisid nan rivyè yo ap vin yon enkyetid mondyal de pli zan pli, men pa gen anpil enfòmasyon sou konsantrasyon an sekirite nan ekosistèm akwatik yo.Nan yon eksperyans mesocosmic 30 jou, envètebre akwatik bentik natif natal yo te ekspoze a ensektisid komen fipronil ak kat kalite pwodwi degradasyon.Konpoze fipronil la te lakòz chanjman nan aparisyon ak kaskad twofik.Konsantrasyon efikas (EC50) nan ki fipronil ak sulfid li yo, sulfone ak pwodwi degradasyon desulfinyl lakòz yon repons 50% yo te devlope.Taxanes yo pa sansib nan fipronil.Konsantrasyon danje 5% nan espès ki afekte yo nan 15 valè mesocosmic EC50 yo itilize pou konvèti konsantrasyon konpoze fipronil nan echantiyon jaden an nan sòm inite toksik (∑TUFipronils).Nan 16% nan kouran ki soti nan senk etid rejyonal, mwayèn ∑TUFipronil depase 1 (ki endike toksisite).Endikatè envètebre nan espès ki an risk yo gen rapò negatif ak TUTUipronil nan kat nan senk zòn echantiyon yo.Evalyasyon risk ekolojik sa a montre ke konsantrasyon ki ba nan konpoze fipronil pral diminye kominote kouran dlo nan anpil pati nan peyi Etazini.
Malgre ke pwodiksyon an nan pwodwi chimik sentetik te ogmante anpil nan dènye deseni yo, enpak la nan pwodui chimik sa yo sou ekosistèm ki pa sib pa te konplètman konprann (1).Nan dlo sifas kote 90% tè agrikòl mondyal pèdi, pa gen okenn done sou pestisid agrikòl, men kote ki gen done, tan pou pestisid yo depase papòt regilasyon se mwatye (2).Yon meta-analiz sou pestisid agrikòl nan dlo sifas nan peyi Etazini te jwenn ke nan 70% nan kote pran echantiyon, omwen yon pestisid depase papòt la regilasyon (3).Sepandan, meta-analiz sa yo (2, 3) sèlman konsantre sou dlo sifas ki afekte nan itilizasyon tè agrikòl, epi yo se yon rezime etid disrè.Pestisid, espesyalman ensektisid, egziste tou nan gwo konsantrasyon nan drenaj jaden flè iben (4).Li ra pou fè yon evalyasyon konplè sou pestisid nan dlo sifas ki soti nan agrikilti ak peyizaj iben;se poutèt sa, li pa konnen si pestisid yo reprezante yon menas gwo echèl pou resous dlo sifas yo ak entegrite ekolojik yo.
Benzopyrazoles ak neonicotinoids te konte pou yon tyè nan mache mondyal pestisid an 2010 (5).Nan dlo sifas nan peyi Etazini, fipronil ak pwodwi degradasyon li yo (phenylpyrazoles) se konpoze pestisid ki pi komen, epi konsantrasyon yo anjeneral depase estanda akwatik yo (6-8).Malgre ke neonicotinoid yo te atire atansyon akòz efè yo sou myèl ak zwazo ak prévalence yo (9), fipronil se pi toksik pou pwason ak zwazo (10), pandan ke lòt konpoze fenilpirazol Klas gen efè èbisid (5).Fipronil se yon ensektisid sistemik ki itilize pou kontwole ensèk nuizib nan anviwònman iben ak agrikòl.Depi fipronil te antre nan mache mondyal la an 1993, itilizasyon fipronil nan Etazini, Japon ak Wayòm Ini a te ogmante anpil (5).Ozetazini, fipronil yo itilize pou kontwole foumi ak termit, epi yo itilize nan rekòt ki gen ladan mayi (ki gen ladan tretman pou grenn), pòmdetè ak jaden rezen (11, 12).Itilizasyon agrikòl fipronil Ozetazini te rive nan pik nan ane 2002 (13).Malgre ke pa gen okenn done nasyonal sou itilizasyon iben ki disponib, itilizasyon iben nan Kalifòni te rive nan pik an 2006 ak 2015 (https://calpip.cdpr.ca) .gov/main .cfm, aksè 2 desanm 2019).Malgre ke gwo konsantrasyon fipronil (6.41μg/L) yo jwenn nan kouran nan kèk zòn agrikòl ak pousantaj aplikasyon segondè (14), konpare ak kouran agrikòl, kouran iben nan Etazini yo jeneralman gen plis deteksyon ak pi wo konsantrasyon segondè, pozitif pou la. ensidan tanpèt yo asosye ak tès la (6, 7, 14-17).
Fipronil antre nan ekosistèm akwatik la nan ekoulman oswa lesivaj soti nan tè a nan kouran an (7, 14, 18).Fipronil gen volatilité ki ba (lwa Henry konstan 2.31 × 10-4 Pa m3 mol-1), ba a modere solubilite dlo (3.78 mg / l nan 20 ° C), ak modere idrofobisite (log Kow se 3.9 a 4.1)), la mobilite nan tè a piti anpil (log Koc se 2.6 a 3.1) (12, 19), epi li montre pèsistans ba-a-mwayen nan anviwònman an (20).Finazepril se degrade pa fotoliz, oksidasyon, idroliz pH-depandan ak rediksyon, fòme kat pwodwi degradasyon prensipal: dessulfoxyphenapril (ni sulfoxide), phenaprenip sulfone (sulfone), Filofenamide (amid) ak filofenib sulfid (sulfid).Pwodui degradasyon Fipronil yo gen tandans pi estab ak dirab pase konpoze paran an (21, 22).
Toksisite fipronil ak degradasyon li nan espès ki pa sib (tankou envètebre akwatik) te byen dokimante (14, 15).Fipronil se yon konpoze nerotoksik ki entèfere ak pasaj ion klori atravè kanal klori ki reglemante pa asid gamma-aminobutyric nan ensèk, sa ki lakòz ase konsantrasyon pou lakòz eksitasyon twòp ak lanmò (20).Fipronil se oaza toksik, kidonk li gen yon pi gwo afinite reseptè obligatwa pou ensèk pase mamifè (23).Aktivite ensektisid pwodwi degradasyon fipronil diferan.Toksisite nan sulfon ak sulfid nan envètebre dlo dous se menm jan oswa pi wo pase sa yo ki nan konpoze paran an.Desulfinyl gen toksisite modere men li mwens toksik pase konpoze paran an.Relativman ki pa toksik (23, 24).Sensibilite envètebre akwatik yo nan degradasyon fipronil ak fipronil varye anpil nan ak ant takson (15), e nan kèk ka menm depase yon lòd nan grandè (25).Finalman, gen prèv ke phenylpyrazoles yo pi toksik nan ekosistèm nan pase te panse deja (3).
Referans byolojik akwatik ki baze sou tès toksisite laboratwa yo ka souzèstime risk popilasyon jaden yo (26-28).Anjeneral, estanda akwatik yo etabli pa tès toksisite laboratwa yon sèl espès lè l sèvi avèk youn oswa plizyè espès envètebre akwatik (pa egzanp, Diptera: Chironomidae: Chironomus ak Crustacea: Daphnia magna ak Hyalella azteca).Òganis tès sa yo jeneralman pi fasil pou kiltive pase lòt makroinvertebrates bentik (pa egzanp, genus phe::), epi nan kèk ka yo mwens sansib a polyan.Pou egzanp, D. Magna se mwens sansib a anpil metal pase sèten ensèk, pandan y ap A. zteca se mwens sansib a bifenthrin ensektisid pyrethroid pase sansiblite li nan vè (29, 30).Yon lòt limit nan referans ki egziste deja yo se pwen final yo itilize nan kalkil yo.Referans egi yo baze sou mòtalite (oswa fiks pou kristase), pandan y ap referans kwonik yo anjeneral baze sou pwen final subletal (tankou kwasans ak repwodiksyon) (si genyen).Sepandan, gen gwo efè subletal, tankou kwasans, aparisyon, paralizi, ak reta nan devlopman, ki ka afekte siksè nan taks ak dinamik kominote a.Kòm yon rezilta, byenke referans a bay yon background pou enpòtans byolojik efè a, enpòtans ekolojik la kòm yon papòt pou toksisite se ensèten.
Pou pi byen konprann efè konpoze fipronil yo sou ekosistèm akwatik bentik (envètebre ak alg), yo te mennen kominote bentik natirèl yo nan laboratwa a epi yo te ekspoze a gradyan konsantrasyon pandan 30 jou Fipronil koule oswa youn nan kat eksperyans degradasyon fipronil yo.Objektif rechèch la se pwodui yon konsantrasyon efè 50% espesifik pou espès (valè EC50) pou chak konpoze fipronil ki reprezante yon gwo takson nan yon kominote rivyè, epi detèmine enpak polyan yo sou estrikti ak fonksyon kominote a [sa vle di konsantrasyon danje] 5. % espès ki afekte yo (HC5) ak efè endirèk tankou chanjman aparisyon ak dinamik twofik].Lè sa a, papòt (valè konpoze-espesifik HC5) yo te jwenn nan eksperyans mesoskopik la te aplike nan jaden an kolekte pa Etazini Jeological Survey (USGS) nan senk rejyon nan Etazini yo (Nòdès, Sidès, Midwès, Nòdwès Pasifik, ak Santral Kalifòni). Zòn Kòt) Done) kòm yon pati nan evalyasyon kalite kouran rejyonal USGS (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).Jan nou konnen, sa a se premye evalyasyon risk ekolojik la.Li ankèt konplè sou efè konpoze fipronil yo sou òganis bentik nan yon anviwònman meso kontwole, epi li aplike rezilta sa yo nan evalyasyon jaden kontinantal-echèl.
Eksperyans mesocosmic 30 jou a te fèt nan USGS Aquatic Laboratory (AXL) nan Fort Collins, Kolorado, USA soti 18 oktòb rive 17 novanm 2017, pou 1 jou domestik ak 30 jou eksperimantasyon.Metòd la te deja dekri (29, 31) ak detaye nan materyèl siplemantè a.Anviwònman espas meso a gen 36 koule sikile nan kat koule aktif yo (tank dlo sikile).Chak kouran vivan ekipe ak yon glasyè pou kenbe tanperati dlo a epi li eklere ak yon sik limyè-fè nwa 16:8.Koule nan nivo meso se asye pur, ki apwopriye pou idrofobisite fipronil (log Kow = 4.0) ak apwopriye pou solvang netwayaj òganik (Figi S1).Dlo yo te itilize pou eksperyans mezo-echèl la te ranmase nan Rivyè Cache La Poudre (sous en ki gen ladan Rocky Mountain National Park, National Forest ak Continental Divide) epi yo te estoke nan kat tank depo AXL an polietilèn.Evalyasyon anvan yo nan echantiyon sediman ak dlo kolekte nan sit la pa t 'jwenn okenn pestisid (29).
Konsepsyon eksperyans mezo-echèl la konsiste de 30 kouran pwosesis ak 6 kouran kontwòl.Kouran tretman an resevwa dlo trete, chak ladan yo gen konsantrasyon konstan ki pa replike nan konpoze fipronil: fipronil (fipronil (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-3), amid (Sigma-Aldrich, CAS 205650-69-7), gwoup desulfurization. [US Environmental Protection Agency (EPA) Pestisid Library, CAS 205650-65-3], sulfone (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) ak sulfid (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6 tout pite ≥); 97.8% Dapre valè repons pibliye (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33) Lè yo fonn konpoze fipronil nan metanol (Thermo Fisher Scientific, American Chemical Society nivo sètifikasyon), ak dilye. ak dlo deyonize nan volim ki nesesè yo prepare yon solisyon stock konsantre Paske kantite metanol nan yon dòz diferan, li nesesè ajoute metanol nan tout kouran tretman yo, nan twa kontwòl yo, asire menm konsantrasyon nan metanol. 0.05 ml/L) nan rivyè yo View nan mitan twa lòt kouran dlo yo te resevwa dlo rivyè san metanol, otreman yo te trete kòm tout lòt kouran.
Nan 8yèm jou a, 16yèm jou a ak 26yèm jou a, yo te mezire tanperati a, valè pH, konduktiviti elektrik ak degradasyon fipronil ak fipronil nan manbràn koule a.Yo nan lòd yo swiv degradasyon nan konpoze paran fipronil la pandan tès medya a, fipronil (paran) yo te itilize pou trete mukoza likid entesten an pou yon lòt twa jou [jou 5, 12 ak 21 (n = 6)] pou tanperati, pH, Kondiktif, fipronil ak fipronil degradasyon echantiyon.Echantiyon analiz pestisid yo te kolekte pa filtraj 10 ml dlo k ap koule nan yon flakon vè 20 ml Amber atravè yon filtè sereng Whatman 0.7-μm GF/F ekipe ak yon zegwi gwo dyamèt.Echantiyon yo te imedyatman jele epi voye bay USGS National Water Quality Laboratory (NWQL) nan Lakewood, Colorado, USA pou analiz.Sèvi ak yon metòd amelyore nan metòd la deja pibliye, Fipronil ak 4 pwodwi degradasyon nan echantiyon dlo yo te detèmine pa piki akeuz dirèk (DAI) likid chromatografi-tandem mas spèktrometri (LC-MS / MS; Agilent 6495).Nivo deteksyon enstriman (IDL) estime se estanda kalibrasyon minimòm ki satisfè estanda idantifikasyon kalitatif la;IDL nan fipronil se 0.005 μg / L, ak IDL nan kat lòt fipronil se 0.001 μg / L.Materyèl siplemantè a bay yon deskripsyon konplè sou metòd yo itilize pou mezire konpoze fipronil, ki gen ladan kontwòl kalite ak pwosedi asirans (pa egzanp, rekiperasyon echantiyon, pwent, enspeksyon twazyèm pati, ak espas vid).
Nan fen eksperyans Mesocosmic 30 jou a, yo te konplete enimerasyon ak idantifikasyon envètebre granmoun ak lav (pwen prensipal koleksyon done).Yo ranmase granmoun k ap parèt yo nan nèt la chak jou epi yo jele nan yon tib santrifij Falcon pwòp 15 ml.Nan fen eksperyans la (jou 30), sa ki nan manbràn nan chak kouran yo te fwote yo retire nenpòt envètebre, ak tamize (250 μm) ak estoke nan 80% etanòl.Timberline Aquatics (Fort Collins, CO) te konplete idantifikasyon taksonomik lav ak envètebre granmoun nan nivo taksonomik ki pi ba posib, anjeneral, espès yo.Nan jou 9, 19 ak 29, yo te mezire klowofil a an twa fwa nan manbràn mezoskopik chak kouran.Tout done chimik ak byolojik kòm yon pati nan eksperyans mezoskopik yo bay nan piblikasyon done ki akonpaye yo (35).
Sondaj ekolojik yo te fèt nan ti rivyè (wading) nan senk gwo zòn nan peyi Etazini, epi yo te kontwole pestisid pandan peryòd endèks anvan an.Nan ti bout tan, dapre itilizasyon tè agrikòl ak iben (36-40), yo te chwazi 77 a 100 kote nan chak rejyon (444 kote an total).Pandan prentan ak ete yon ane (2013-2017), yo kolekte echantiyon dlo yon fwa pa semèn nan chak rejyon pou 4 a 12 semèn.Tan an espesifik depann sou rejyon an ak entansite devlopman.Sepandan, 11 estasyon yo nan rejyon nòdès la prèske nan basen vèsan an.Pa gen devlopman, eksepte ke yo te kolekte yon sèl echantiyon.Piske peryòd siveyans pou pestisid nan etid rejyonal yo diferan, pou konparezon, sèlman kat dènye echantiyon yo kolekte nan chak sit yo konsidere isit la.Yo sipoze ke yon sèl echantiyon kolekte nan sit Nòdès ki poko devlope (n = 11) ka reprezante peryòd echantiyon 4 semèn.Metòd sa a mennen nan menm kantite obsèvasyon sou pestisid (eksepte pou 11 lokal yo nan Nòdès) ak menm dire obsèvasyon an;yo kwè ke 4 semèn se lontan ase pou ekspoze alontèm nan biota a, men ase kout ke kominote a ekolojik pa ta dwe retabli de kontak sa yo.
Nan ka koule ase, echantiyon dlo a kolekte pa mwayen vitès konstan ak ogmantasyon lajè konstan (41).Lè koule a pa ase pou itilize metòd sa a, ou ka kolekte echantiyon pa entegrasyon gwo twou san fon echantiyon oswa pwan nan sant gravite koule a.Sèvi ak yon sereng gwo twou ak filtre disk (0.7μm) pou kolekte 10 ml echantiyon filtre (42).Atravè DAI LC-MS/MS/MS/MS, echantiyon dlo yo te analize nan NWQL pou 225 pestisid ak pwodwi degradasyon pestisid, ki gen ladan fipronil ak 7 pwodwi degradasyon (desulfinyl fipronil, fipronil) Sulfid, fipronil sulfone, deschlorofipronil, desthiol fipronil, amid, fipronil ak fipronil).).Nivo minimòm rapò tipik pou etid jaden yo se: fipronil, desmethylthio fluorobenzonitrile, fipronil sulfide, fipronil sulfone, ak deschlorofipronil 0.004 μg/L;desulfinyl fluorfenamide ak konsantrasyon fipronil amid se 0.009 μg / lit;konsantrasyon fipronil sulfonat se 0.096 μg / lit.
Yo pran echantiyon kominote envètebre yo nan fen chak etid zòn (prentan/ete), anjeneral an menm tan ak dènye evènman pran echantiyon pestisid la.Apre sezon an k ap grandi ak itilizasyon lou nan pestisid, tan echantiyon an ta dwe konsistan avèk kondisyon yo ki ba koule, epi yo ta dwe kowenside ak tan an lè kominote a envètebre rivyè a matirite epi li se sitou nan etap nan lavi lav.Sèvi ak yon echantiyon Surber ak yon may 500μm oswa yon rezo D-ankadreman, echantiyon kominote envètebre yo te konplete nan 437 sou 444 sit.Metòd echantiyon an dekri an detay nan materyèl siplemantè a.Sou NWQL, tout envètebre yo anjeneral idantifye ak nan lis nan nivo genus oswa espès.Ou ka jwenn tout done chimik ak byolojik yo kolekte nan domèn sa a epi yo itilize nan maniskri sa a nan piblikasyon done ki akonpaye yo (35).
Pou senk konpoze fipronil yo itilize nan eksperyans mesoskopik la, yo te kalkile konsantrasyon envètebre lav yo a 20% oswa 50% parapò ak kontwòl la (sa vle di EC20 ak EC50).Done yo [x = konsantrasyon fipronil pondere tan (gade materyèl siplemantè pou plis detay), y = abondans lav oswa lòt mezi] yo te ekipe nan pake pwolonje R (43) lè l sèvi avèk yon metòd regresyon logaritmik twa paramèt "drc".Koub la adapte tout espès (lav) ki gen ase abondans epi li satisfè lòt paramèt ki enterese yo (pa egzanp, richès takson, abondans total de efe, ak abondans total) pou plis konprann efè kominote a.Yo itilize koyefisyan Nash-Sutcliff (45) pou evalye anfòm modèl la, kote yon modèl pòv anfòm ka resevwa enfini valè negatif, epi valè yon anfòm pafè se 1.
Pou eksplore efè konpoze fipronil sou aparisyon ensèk yo nan eksperyans la, done yo te evalye nan de fason.Premyèman, lè w retire aparans an mwayèn nan meso koule kontwòl la soti nan aparans nan chak meso koule tretman, ensidan an kimilatif chak jou nan ensèk nan chak meso koule (kantite total tout moun) te nòmalize nan kontwòl la.Trase valè sa yo kont tan pou w konprann devyasyon medyatè likid tretman an nan medyatè likid kontwòl la nan eksperyans 30 jou a.Dezyèmman, kalkile pousantaj total ensidan chak mesophyll koule, ki defini kòm rapò kantite total mesophylls nan yon koule bay ak kantite mwayèn lav ak granmoun nan gwoup kontwòl la, epi li apwopriye pou regresyon logaritmik twa paramèt. .Tout ensèk jèminasyon yo te kolekte te soti nan de soufanmi fanmi Chironomidae, kidonk yo te fè yon analiz konbine.
Chanjman nan estrikti kominote a, tankou pèt takson an, ka finalman depann sou efè dirèk ak endirèk sibstans toksik, epi yo ka mennen nan chanjman nan fonksyon kominote a (pa egzanp, kaskad twofik).Pou teste kaskad twofik la, yo te evalye yon senp rezo kozatif lè l sèvi avèk metòd analiz chemen an (R package "piecewiseSEM") (46).Pou eksperyans mesoscopic, li sipoze ke fipronil, desulfinyl, sulfid ak sulfone (pa teste amid) nan dlo a diminye byomass la nan grate a, endirèkteman mennen nan yon ogmantasyon nan byomass la nan klowofil a (47).Konsantrasyon konpoze an se varyab prediktè a, epi grate a ak klowofil a byomass yo se varyab repons yo.Estatistik C Fisher a itilize pou evalye modèl anfòm, konsa yon valè P <0.05 endike yon bon modèl anfòm (46).
Yo nan lòd yo devlope yon ajan pwoteksyon papòt ekolojik-kominote ki baze sou risk, chak konpoze te jwenn 95% nan espès ki afekte yo (HC5) distribisyon sansiblite espès kwonik (SSD) ak pwoteksyon konsantrasyon danje.Twa seri done SSD yo te pwodwi: (i) seri done meso sèlman, (ii) yon seri done ki gen tout done meso ak done yo kolekte nan rechèch baz done EPA ECOTOX (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, jwenn aksè sou 14 mas 2019), dire etid la se 4 jou oswa plis, epi (iii) yon seri done ki gen tout done mezoskopik ak done ECOTOX, kote done ECOTOX (ekspozisyon egi) divize pa egi ak rapò a nan D. magna kwonik ( 19.39) pou eksplike diferans ki genyen nan dire ekspoze ak apwoksimatif valè kwonik EC50 (12).Objektif nou pou jenere plizyè modèl SSD se (i) devlope valè HC5 pou konparezon ak done jaden (sèlman pou SSD pou medya), epi (ii) evalye done medya yo pi plis aksepte pase ajans regilasyon pou enklizyon nan akwakilti. solidite nan referans lavi ak anviwònman estanda nan resous done, ak Se poutèt sa pratik nan itilize syans mezoskopik pou pwosesis ajisteman an.
SSD te devlope pou chak seri done lè l sèvi avèk pake R "ssdtools" (48).Sèvi ak bootstrap la (n = 10,000) pou estime mwayèn HC5 ak entèval konfyans (CI) ki soti nan SSD la.Karannèf repons takson (tout takson yo te idantifye kòm genus oswa espès) devlope atravè rechèch sa a yo konbine avèk 32 repons takson konpile apati sis etid pibliye nan baz done ECOTOX la, pou yon total 81 repons takson yo ka itilize pou devlopman SSD. .Piske pa gen okenn done yo te jwenn nan baz done ECOTOX amid yo, pa gen okenn SSD yo te devlope pou amid ak yon sèl repons EC50 yo te jwenn nan etid aktyèl la.Malgre ke valè EC50 nan yon sèl gwoup sulfid yo te jwenn nan baz done a ECOTOX, etidyan gradye aktyèl la gen 12 valè EC50.Se poutèt sa, SSD pou gwoup sulfinyl yo te devlope.
Valè espesifik HC5 konpoze fipronil yo te jwenn nan seri done SSD Mesocosmos sèlman yo te konbine avèk done jaden pou evalye ekspoze ak toksisite potansyèl konpoze fipronil nan 444 kouran ki soti nan senk rejyon nan peyi Etazini.Nan fennèt echantiyon 4 semèn ki sot pase a, chak konsantrasyon konpoze fipronil yo detekte (konsantrasyon ki pa detekte yo se zewo) divize pa HC5 respektif li yo, epi rapò konpoze chak echantiyon yo adisyone pou jwenn Inite toksisite total fipronil (ΣTUFipronils), kote ΣTUFipronils> 1 vle di toksisite.
Lè w konpare konsantrasyon danje 50% nan espès ki afekte yo (HC50) ak valè EC50 nan richès takson ki sòti nan eksperyans manbràn mwayen an, yo te evalye SSD ki te jwenn nan done manbràn mwayen an pou reflete sansiblite kominote ekolojik ki pi laj nan fipronil. degre..Atravè konparezon sa a, yo ka evalye konsistans ant metòd SSD a (ki gen ladan sèlman takson sa yo ki gen yon relasyon dòz-repons) ak metòd EC50 (ki gen ladan tout takson inik yo obsève nan espas mitan an) lè l sèvi avèk metòd EC50 pou mezire richès takson an ka evalye Sèks.Dòz repons relasyon.
Yo te kalkile yon endikatè espès ki riske pestisid (SPEARpesticides) pou mennen ankèt sou relasyon ki genyen ant eta sante kominote envètebre yo ak ΣTUFipronil nan 437 kouran ki kolekte envètebre.Metrik SPEARpesticides konvèti konpozisyon envètebre nan yon metrik abondans pou taksonomi byolojik ak karakteristik fizyolojik ak ekolojik, kidonk bay sansiblite nan pestisid.Endikatè SPEARpesticides la pa sansib a kovaryè natirèl (49, 50), byenke pèfòmans li pral afekte pa degradasyon abita grav (51).Done abondans yo kolekte sou plas pou chak takson yo kowòdone ak valè kle takson an ki gen rapò ak lojisyèl ASTERICS la pou evalye kalite ekolojik larivyè Lefrat la (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home html).Lè sa a, enpòte done yo nan Endike (http://systemecology.eu/indicate/) lojisyèl (vèsyon 18.05).Nan lojisyèl sa a, baz done karakteristik Ewopeyen an ak baz done ki gen sansiblite fizyolojik nan pestisid yo itilize konvèti done yo nan chak sit nan endikatè SPEARpesticides.Chak nan senk etid rejyonal yo itilize Modèl Aditif Jeneral (GAM) [pake "mgcv" nan R(52)) pou eksplore relasyon ki genyen ant metrik SPEARpesticides ak ΣTUFipronils [log10(X + 1) konvèsyon] Asosye.Pou plis enfòmasyon detaye sou mezi SPEARpesticides ak pou analiz done, tanpri gade Materyèl Siplemantè yo.
Endèks kalite dlo a konsistan nan chak mwaskopik koule ak tout peryòd eksperyans mezoskopik la.Tanperati mwayèn, pH ak konduktivite yo te 13.1 ° C (± 0.27 ° C), 7.8 (± 0.12) ak 54.1 (± 2.1) μS / cm (35), respektivman.Kabòn òganik ki fonn ki mezire nan dlo rivyè pwòp se 3.1 mg/L.Nan meso-view nan gwo larivyè Lefrat la kote achiv MiniDOT la deplwaye, oksijèn ki fonn nan pre saturation (mwayèn> 8.0 mg/L), ki endike ke kouran an konplètman sikile.
Kontwòl kalite ak done asirans kalite sou fipronil yo bay nan piblikasyon done ki akonpaye yo (35).Nan ti bout tan, pousantaj rekiperasyon nan pwent matris laboratwa ak echantiyon mezoskopik yo anjeneral nan chenn akseptab (rekiperasyon nan 70% a 130%), estanda IDL konfime metòd la quantitative, ak laboratwa ak enstriman vid yo anjeneral pwòp. Gen trè kèk eksepsyon lòt pase. jeneralizasyon sa yo diskite nan materyèl siplemantè a..
Akòz konsepsyon sistèm, konsantrasyon mezire fipronil anjeneral pi ba pase valè sib la (Figi S2) (paske li pran 4 a 10 jou pou rive nan yon eta estab nan kondisyon ideyal) (30).Konpare ak lòt konpoze fipronil, konsantrasyon desulfinyl ak amid chanje ti kras sou tan, ak varyasyon konsantrasyon nan tretman an pi piti pase diferans ki genyen ant tretman eksepte tretman konsantrasyon ki ba nan sulfon ak sulfid.Ranje konsantrasyon mwayèn pondéré nan tan pou chak gwoup tretman se jan sa a: Fipronil, IDL a 9.07μg/L;Desulfinyl, IDL pou 2.15μg/L;Amid, IDL a 4.17μg / L;Sulfid, IDL Pou 0.57μg / lit;ak sulfone, IDL se 1.13μg / lit (35).Nan kèk kouran dlo, yo te detekte konpoze fipronil ki pa sib, se sa ki, konpoze ki pa te ajoute nan yon tretman espesifik, men yo te konnen yo se pwodwi degradasyon nan konpoze tretman an.Manbràn mesoskopik trete ak paran konpoze fipronil gen pi gwo kantite pwodwi degradasyon ki pa sib yo detekte (lè yo pa itilize kòm yon konpoze pwosesis, yo se sulfinyl, amid, sulfid ak sulfon);sa yo ka akòz pwosesis pwodiksyon Konpoze enpurte ak / oswa pwosesis degradasyon ki rive pandan depo a nan solisyon an stock ak (oswa) nan eksperyans nan mesoscopic olye ke rezilta a nan kwa-kontaminasyon.Pa gen tandans konsantrasyon degradasyon yo te obsève nan tretman fipronil.Konpoze degradasyon ki pa sib yo pi souvan detekte nan kò a ak konsantrasyon tretman ki pi wo a, men konsantrasyon an se mwens pase konsantrasyon nan konpoze sa yo ki pa sib (gade pwochen seksyon an pou konsantrasyon an).Se poutèt sa, depi konpoze degradasyon ki pa sib yo anjeneral pa detekte nan tretman fipronil ki pi ba a, epi paske konsantrasyon detekte a pi ba pase konsantrasyon efè a nan tretman ki pi wo a, li konkli ke konpoze sa yo ki pa sib gen enpak minim sou analiz la.
Nan eksperyans medya yo, makroinvertebrates bentik yo te sansib nan fipronil, desulfinyl, sulfon, ak sulfid [Tablo S1;done abondans orijinal yo bay nan vèsyon done ki akonpaye (35)].Fipronil amid se sèlman pou mouch Rhithrogena sp.Toksik (fatal), EC50 li se 2.05μg/L [±10.8(SE)].Yo te pwodwi koub dòz-repons nan 15 takson inik.Takso sa yo te montre mòtalite nan seri konsantrasyon teste a (Tablo S1), ak takso ki vize gwoupe (tankou mouch) (Figi S3) ak takson rich (Figi 1) Yo te pwodwi yon koub repons dòz.Konsantrasyon (EC50) fipronil, desulfinyl, sulfone ak sulfid sou taks inik ki pi sansib yo varye ant 0.005-0.364, 0.002-0.252, 0.002-0.061 ak 0.005-0.043μg/L, respektivman.Rhithrogena sp.Ak Sweltsa sp.;Figi S4) yo pi ba pase takson ki pi tolere yo (tankou Micropsectra / Tanytarsus ak Lepidostoma sp.) (Tablo S1).Dapre mwayèn EC50 nan chak konpoze nan Tablo S1, sulfon ak sulfid yo se konpoze ki pi efikas, pandan y ap envètebre yo jeneralman pi piti sansib a desulfinyl (eksepte amid).Paramèt nan estati ekolojik jeneral la, tankou richès taks, abondans total, pentaploid total ak vole wòch total, ki gen ladan taks ak abondans kèk takson, sa yo trè ra nan meso epi yo pa ka kalkile Trase yon koub repons dòz separe.Se poutèt sa, endikatè ekolojik sa yo enkli repons takson ki pa enkli nan SSD la.
Taxa richès (lav) ak yon fonksyon lojistik twa-nivo (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, ak (D) konsantrasyon sulfid.Chak pwen done reprezante lav ki soti nan yon sèl kouran nan fen eksperyans 30 jou meso a.Richès takson se konte takson inik nan chak kouran.Valè konsantrasyon an se mwayèn pondéré lè konsantrasyon obsève chak kouran ki mezire nan fen eksperyans 30 jou a.Fipronil amid (pa montre) pa gen okenn relasyon ak takson rich.Tanpri sonje ke aks x la sou yon echèl logaritmik.Yo rapòte EC20 ak EC50 ak SE nan Tablo S1.
Nan konsantrasyon ki pi wo nan tout senk konpoze fipronil, to aparisyon Uetridae te bese.Pousantaj nan jèminasyon (EC50) nan sulfid, sulfon, fipronil, amid ak desulfinyl te obsève diminye pa 50% nan konsantrasyon yo nan 0.03, 0.06, 0.11, 0.78 ak 0.97μg / L respektivman (Figi 2 ak Figi S5).Nan pifò nan eksperyans 30 jou yo, tout tretman fipronil, desulfinyl, sulfone ak sulfid yo te retade, eksepte pou kèk tretman ki ba konsantrasyon (Figi 2), epi aparans yo te anpeche.Nan tretman amid la, efluan ki akimile pandan tout eksperyans la te pi wo pase kontwòl la, ak konsantrasyon 0.286μg/lit.Konsantrasyon ki pi wo a (4.164μg / lit) pandan tout eksperyans la anpeche efluan an, ak pousantaj efluan tretman entèmedyè a te menm jan ak gwoup kontwòl la.(figi 2).
Aparisyon kimilatif se mwayèn aparisyon chak jou mwayèn nan chak tretman mwens (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, (D) sulfid ak (E) amid nan kouran an kontwòl mwayèn Aparisyon mwayèn chak jou nan manbràn la.Eksepte pou kontwòl (n = 6), n = 1. Valè konsantrasyon an se mwayèn pondéré lè konsantrasyon obsève nan chak koule.
Koub dòz-repons montre ke, anplis pèt taksonomik, chanjman estriktirèl nan nivo kominote a.Espesyalman, nan seri konsantrasyon tès la, abondans may (Figi S3) ak abondans takson (Figi 1) te montre siyifikatif relasyon dòz-repons ak fipronil, desulfinyl, sulfone, ak sulfid.Se poutèt sa, nou te eksplore kijan chanjman estriktirèl sa yo mennen nan chanjman nan fonksyon kominote a lè nou teste kaskad nitrisyonèl la.Ekspozisyon envètebre akwatik nan fipronil, desulfinyl, sulfid ak sulfone gen yon enpak negatif dirèk sou byomass grate a (Figi 3).Yo nan lòd yo kontwole enpak negatif nan fipronil sou byomass la nan grate a, grate a tou negatif afekte klowofil yon byomass (Figi 3).Rezilta a nan koyefisyan chemen negatif sa yo se yon ogmantasyon nèt nan klowofil a kòm konsantrasyon nan fipronil ak degradan ogmante.Modèl chemen konplètman medyatè sa yo endike ke ogmante degradasyon fipronil oswa fipronil mennen nan yon ogmantasyon nan pwopòsyon klowofil a (Figi 3).Yo sipoze davans efè dirèk ant fipronil oswa konsantrasyon degradasyon ak klowofil yon byomass se zewo, paske konpoze fipronil yo se pestisid epi yo gen yon toksisite ba dirèk nan alg (pa egzanp, konsantrasyon debaz plant ki pa vaskilè EPA a se 100μg / L). fipronil, gwoup disulfoxide, sulfone ak sulfide https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), Tout rezilta (modèl valid) sipòte sa; ipotèz.
Fipronil ka siyifikativman redwi byomass (efè dirèk) nan patiraj (gwoup grate se lav), men pa gen okenn efè dirèk sou byomass la nan klowofil a.Sepandan, gwo efè endirèk fipronil se ogmante byomass klowofil a an repons a mwens patiraj.Flèch la endike koyefisyan chemen ofisyèl la, epi siy mwens (-) endike direksyon asosyasyon an.* Endike degre enpòtans.
Twa SSD yo (kouch presegondè sèlman, kouch mitan plis done ECOTOX, ak kouch mwayen plis done ECOTOX korije pou diferans ki genyen nan dire ekspoze) te pwodwi nominalman diferan valè HC5 (Tablo S3), men rezilta yo te nan seri a SE.Nan rès etid sa a, nou pral konsantre sou done SSD ak sèlman linivè meso a ak valè HC5 ki gen rapò.Pou yon deskripsyon pi konplè sou twa evalyasyon SSD sa yo, tanpri al gade nan materyèl siplemantè yo (Tablo S2 a S5 ak Figi S6 ak S7).Distribisyon done ki pi bon an (pi ba nòt Akaike enfòmasyon estanda) nan kat konpoze fipronil yo (Figi 4) yo itilize sèlman nan kat SSD meso-solid la se log-gumbel nan fipronil ak sulfone, ak weibull la nan sulfid Ak desulfurized γ ( Tablo S3).Valè HC5 yo jwenn pou chak konpoze yo rapòte nan Figi 4 pou linivè meso sèlman, ak nan Tablo S3 yo rapòte valè HC5 yo nan tout twa seri done SSD yo.Valè HC50 nan gwoup fipronil, sulfid, sulfon ak desulfinyl [22.1±8.78 ng/L (95% CI, 11.4 a 46.2), 16.9±3.38 ng/L (95% CI, 11.2 a 24.0), 8 80± 24.0 2.66 ng/L (95% CI, 5.44 a 15.8) ak 83.4±32.9 ng/L (95% CI, 36.4 a 163)] Konpoze sa yo siyifikativman pi ba pase richès taks EC50 (kantite total taks inik) (Tablo S1 ; nòt ki nan tablo materyèl siplemantè yo se mikrogram pou chak lit).
Nan eksperyans nan meso-echèl, lè ekspoze a (A) fipronil, (B) desulfinyl fipronil, (C) fipronil sulfone, (D) fipronil sulfid pou 30 jou, yo dekri sansiblite espès la. Se valè EC50 takson an.Liy tirè ble a reprezante 95% CI.Liy tirè orizontal la reprezante HC5.Valè HC5 (ng/L) chak konpoze se jan sa a: Fipronil, 4.56 ng/L (95% CI, 2.59 a 10.2);Sulfid, 3.52 ng / L (1.36 a 9.20);Sulfon, 2.86 ng / lit (1.93 a 5.29);ak sulfinyl, 3.55 ng/lit (0.35 a 28.4).Tanpri sonje ke aks x la sou yon echèl logaritmik.
Nan senk etid rejyonal yo, yo te detekte Fipronil (paran) nan 22% nan 444 pwen echantiyon jaden yo (Tablo 1).Frekans deteksyon florfenib, sulfone ak amid sanble (18% a 22% echantiyon an), frekans deteksyon sulfid ak desulfinyl pi ba (11% a 13%), pandan y ap pwodwi degradasyon ki rete yo trè wo.Kèk (1% oswa mwens) oswa pa janm detekte (Tablo 1)..Fipronil yo detekte pi souvan nan sidès la (52% nan sit yo) ak pi piti souvan nan nòdwès la (9% nan sit yo), ki mete aksan sou varyasyon nan itilizasyon benzopyrazole ak vilnerabilite potansyèl kouran atravè peyi a.Degradan yo anjeneral montre modèl rejyonal menm jan an, ak frekans deteksyon ki pi wo nan sidès la ak pi ba a nan nòdwès oswa bò lanmè Kalifòni.Konsantrasyon an mezire nan fipronil te pi wo a, ki te swiv pa paran konpoze fipronil (90% pousantaj de 10.8 ak 6.3 ng / L, respektivman) (Tablo 1) (35).Konsantrasyon ki pi wo nan fipronil (61.4 ng/L), disulfinyl (10.6 ng/L) ak sulfid (8.0 ng/L) te detèmine nan sidès la (nan kat dènye semèn echantiyon an).Konsantrasyon ki pi wo nan sulfone te detèmine nan lwès la.(15.7 ng/L), amid (42.7 ng/L), desulfinyl flupirnamide (14 ng/L) ak fipronil sulfonate (8.1 ng/L) (35).Florfenide sulfone se sèl konpoze ki te obsève depase HC5 (Tablo 1).Mwayèn ΣTUFipronil ant divès rejyon yo varye anpil (Tablo 1).Mwayèn nasyonal ΣTUFipronils se 0.62 (tout kote yo, tout rejyon yo), ak 71 sit (16%) gen ΣTUFipronils > 1, sa ki endike ke li ka toksik pou makroinvertebrates bentik.Nan kat nan senk rejyon yo etidye (eksepte Midwès la), gen yon relasyon enpòtan ant SPEARpesticides ak ΣTUFipronil, ak ajiste R2 sòti nan 0.07 sou kòt la nan Kalifòni a 0.34 nan sidès la (Figi 5).
*Konpoze yo itilize nan eksperyans mezoskopik.†ΣTUFipronils, medyàn sòm inite toksin yo [obsève konsantrasyon jaden kat konpoze fipronil/konsantrasyon danje nan chak konpoze soti nan senkyèm percentile espès ki enfekte ak SSD yo (Figi 4)] Pou echantiyon yo chak semèn nan fipronil, 4 dènye yo. semèn echantiyon pestisid yo te kolekte nan chak sit yo te kalkile.‡ Kantite kote yo mezire pestisid yo.§90yèm percentile a baze sou maksimòm konsantrasyon yo obsève sou plas pandan 4 dènye semèn pran echantiyon pestisid yo.ak pousantaj echantiyon yo teste.¶ Sèvi ak 95% CI nan valè HC5 la (Figi 4 ak Tablo S3, sèlman meso) pou kalkile CI a.Dechloroflupinib te analize nan tout rejyon yo epi yo pa janm te jwenn.ND, pa detekte.
Inite toksik Fipronil la se konsantrasyon fipronil mezire divize pa valè HC5 espesifik pou konpoze an, ki detèmine pa SSD yo jwenn nan eksperyans medya yo (gade Figi 4).Liy nwa, jeneralize modèl aditif (GAM).Liy tirè wouj la gen yon CI de 95% pou GAM.ΣTUFipronils konvèti an log10 (ΣTUFipronils+1).
Efè negatif fipronil sou espès akwatik ki pa sib yo te byen dokimante (15, 21, 24, 25, 32, 33), men sa a se premye etid kote li sansib nan yon anviwònman laboratwa kontwole.Kominote takson yo te ekspoze a konpoze fipronil, epi rezilta yo te ekstrè sou yon echèl kontinantal.Rezilta eksperyans mezokosmik 30 jou a ka pwodwi 15 gwoup ensèk akwatik disrè (Tablo S1) ak konsantrasyon pa rapòte nan literati a, pami ki ensèk akwatik nan baz done toksisite yo pa reprezante (53, 54).Taxa-espesifik dòz-repons koub (tankou EC50) yo reflete nan chanjman nan nivo kominote a (tankou richès taksa ak pèt abondans pouvwa vole) ak chanjman fonksyonèl (tankou kaskad nitrisyonèl ak chanjman nan aparans).Efè linivè mezoskopik la te ekstrè nan jaden an.Nan kat nan senk zòn rechèch Ozetazini, konsantrasyon fipronil ki te mezire sou teren an te gen rapò ak n bès ekosistèm akwatik nan dlo ki koule a.
Valè HC5 nan 95% nan espès yo nan eksperyans nan manbràn mwayen gen yon efè pwoteksyon, ki endike ke kominote an jeneral envètebre akwatik yo pi sansib a konpoze fipronil pase sa te konprann anvan.Valè HC5 yo jwenn (florfenib, 4.56 ng/lit; desulfoxirane, 3.55 ng/lit; sulfon, 2.86 ng/lit; sulfid, 3.52 ng/lit) se plizyè fwa (florfenib) a twa fwa Plis pase yon lòd de grandè (desulfinyl). ) pi ba pase referans aktyèl EPA envètebre kwonik [fipronil, 11 ng/lit;desulfinyl, 10,310 ng/lit;sulfon, 37 ng / lit;ak sulfid, pou 110 ng/lit (8)].Eksperyans mezoskopik te idantifye anpil gwoup ki sansib nan fipronil olye de sa yo endike nan referans kwonik envètebre EPA a (4 gwoup ki pi sansib a fipronil, 13 pè desulfinyl, 11 pè sulfon ak 13 pè) sansiblite al sulfid) (Figi 4 ak tab) S1).Sa montre ke referans pa ka pwoteje plizyè espès yo obsève tou nan mitan mond lan, ki gaye tou nan ekosistèm akwatik yo.Diferans ki genyen ant rezilta nou yo ak referans aktyèl la se sitou akòz mank de done tès toksisite fipronil ki aplikab pou yon seri taksen ensèk akwatik, espesyalman lè tan ekspoze a depase 4 jou epi fipronil degrade.Pandan eksperyans mezokosmik 30 jou a, pifò ensèk nan kominote envètebre yo te pi sansib a fipronil pase òganis tès komen Aztèk (krustaz), menm apre yo fin korije Aztèk la EC50 Teike fè li menm apre transfòmasyon egi.(Anjeneral 96 èdtan) nan tan ekspoze kwonik (Figi S7).Yo te jwenn yon pi bon konsansis ant eksperyans nan manbràn mwayen ak etid la rapòte nan ECOTOX lè l sèvi avèk òganis tès estanda Chironomus dilutus (yon ensèk).Li pa etone ke ensèk akwatik yo patikilyèman sansib a pestisid.San yo pa ajiste tan an ekspoze, eksperyans nan meso-echèl ak done yo konplè nan baz done a ECOTOX te montre ke anpil takson yo te obsève yo dwe pi sansib a konpoze fipronil pase Clostridium dilye (Figi S6).Sepandan, lè yo ajiste tan ekspoze a, Dilution Clostridium se òganis ki pi sansib nan fipronil (paran) ak sulfid, byenke li pa sansib a sulfon (Figi S7).Rezilta sa yo montre enpòtans pou enkli plizyè kalite òganis akwatik (ki gen ladan plizyè ensèk) pou pwodui aktyèl konsantrasyon pestisid ki ka pwoteje òganis akwatik yo.
Metòd SSD la ka pwoteje takson ki ra oswa ki pa sansib ki gen EC50 pa ka detèmine, tankou Cinygmala sp., Isoperla fulva ak Brachycentrus americanus.Valè EC50 nan abondans takso ak pouvwa vole abondans ki reflete chanjman nan konpozisyon kominote a konsistan avèk valè HC50 SSD fipronil, sulfon ak sulfid.Pwotokòl la sipòte lide sa a: Metòd SSD yo itilize pou derive papòt yo ka pwoteje tout kominote a, enkli takson ki ra oswa ki pa sansib nan kominote a.Papòt òganis akwatik yo detèmine nan SSD ki baze sou sèlman kèk taxon oswa takson ensansib kapab byen ensifizan pou pwoteje ekosistèm akwatik yo.Sa a se ka a pou desulfinyl (Figi S6B).Akòz mank de done nan baz done ECOTOX la, konsantrasyon debaz kwonik envètebre EPA a se 10,310 ng/L, ki se kat lòd grandè pi wo pase 3.55 ng/L HC5.Rezilta yo nan seri repons takson diferan pwodwi nan eksperyans mezoskopik.Mank done toksisite patikilyèman pwoblèm pou konpoze degradab (Figi S6), ki ka eksplike poukisa referans akwatik byolojik ki egziste deja pou sulfone ak sulfid yo apeprè 15 a 30 fwa mwens sansib pase valè SSD HC5 ki baze sou Linivè Lachin.Avantaj nan metòd manbràn mwayen an se ke plizyè valè EC50 ka detèmine nan yon eksperyans sèl, ki se ase yo fòme yon SSD konplè (pa egzanp, desulfinyl; Figi 4B ak Figi S6B ak S7B), epi yo gen yon enpak siyifikatif. sou takson natirèl ekosistèm pwoteje Anpil repons.
Eksperyans mezoskopik montre ke fipronil ak pwodwi degradasyon li yo ka gen efè negatif subletal ak endirèk sou fonksyon kominote a.Nan eksperyans mesoskopik la, tout senk konpoze fipronil parèt afekte aparisyon ensèk yo.Rezilta yo nan konparezon ki genyen ant konsantrasyon ki pi wo ak pi ba yo (anpèchman ak eksitasyon nan aparisyon endividyèl oswa chanjman nan tan aparisyon) yo konsistan avèk rezilta yo te rapòte deja nan eksperyans meso lè l sèvi avèk ensektisid bifenthrin la (29).Aparisyon granmoun bay fonksyon ekolojik enpòtan epi yo ka chanje pa polyan tankou fipronil (55, 56).Aparisyon similtane se pa sèlman kritik pou repwodiksyon ensèk ak pèsistans popilasyon an, men tou pou rezèv ensèk ki gen matirite, ki ka itilize kòm manje pou bèt akwatik ak terès (56).Anpeche aparisyon plant yo ka afekte echanj manje ant ekosistèm akwatik yo ak ekosistèm rivyè yo, epi gaye efè polyan akwatik yo nan ekosistèm terès yo (55, 56).Diminisyon nan abondans scrapers (ensèk ki manje alg) yo obsève nan eksperyans mezo-echèl la te lakòz yon diminisyon nan konsomasyon alg, ki te lakòz yon ogmantasyon nan klowofil a (Figi 3).Kaskad twofik sa a chanje flux kabòn ak nitwojèn nan rezo manje likid la, menm jan ak yon etid ki evalye efè bifenthrin pyrethroid sou kominote bentik yo (29).Se poutèt sa, phenylpyrazoles, tankou fipronil ak pwodwi degradasyon li yo, piretroid, e petèt lòt kalite ensektisid, ka endirèkteman ankouraje ogmantasyon nan byomass alg ak perturbation nan kabòn ak nitwojèn nan ti kouran dlo.Lòt enpak ka pwolonje nan destriksyon sik kabòn ak nitwojèn ant ekosistèm akwatik ak terès.
Enfòmasyon yo jwenn nan tès la manbràn mwayen pèmèt nou evalye enpòtans ekolojik la nan konsantrasyon konpoze fipronil mezire nan gwo echèl etid jaden ki fèt nan senk rejyon nan peyi Etazini.Nan 444 ti kouran dlo, 17% konsantrasyon mwayèn youn oswa plis konpoze fipronil (mwayèn sou 4 semèn) depase valè HC5 yo jwenn nan tès medya yo.Sèvi ak SSD ki soti nan eksperyans mezo-echèl la pou konvèti konsantrasyon konpoze fipronil mezire nan yon endèks ki gen rapò ak toksisite, se sa ki, sòm inite toksisite (ΣTUFipronils).Valè 1 endike toksisite oswa ekspoze kimilatif nan konpoze fipronil depase pwoteksyon li te ye Espès ki vo 95%.Relasyon enpòtan ant ΣTUFipronil nan kat nan senk rejyon yo ak endikatè SPEARpesticides sante kominote envètebre endike ke fipronil ka afekte kominote envètebre bentik nan rivyè nan plizyè rejyon nan peyi Etazini.Rezilta sa yo sipòte ipotèz Wolfram et al.(3) Risk ensektisid fenpyrazol nan dlo sifas Ozetazini yo pa byen konprann paske enpak sou ensèk akwatik yo rive pi ba pase papòt regilasyon aktyèl la.
Pifò rivyè ki gen kontni fipronil ki pi wo pase nivo toksik yo sitiye nan rejyon sidès relativman ibanize (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).Evalyasyon anvan an nan zòn nan pa sèlman konkli ke fipronil se estrès prensipal ki afekte estrikti nan kominote envètebre nan Creek la, men tou, ki ba oksijèn ki fonn, ogmante eleman nitritif, chanjman koule, degradasyon abita, ak lòt pestisid ak kategori polyan an se yon enpòtan. sous estrès (57).Melanj sa a nan estrès ki konsistan avèk "sendwòm rivyè vil la", ki se degradasyon nan ekosistèm rivyè yo souvan obsève an relasyon ak itilizasyon tè iben (58, 59).Siy itilizasyon tè iben nan rejyon Sidès la ap grandi e yo espere ogmante pandan popilasyon rejyon an ap grandi.Enpak devlopman iben nan lavni ak pestisid sou ekoulman iben yo espere ogmante (4).Si ibanizasyon ak itilizasyon fipronil kontinye ap grandi, itilizasyon pestisid sa a nan vil yo ka afekte kominote rivyè yo de pli zan pli.Malgre ke meta-analiz la konkli ke itilizasyon pestisid agrikòl yo menase ekosistèm kouran mondyal yo (2, 60), nou sipoze ke evalyasyon sa yo souzèstime enpak global pestisid la lè yo eskli itilizasyon vil yo.
Plizyè estrès, tankou pestisid, ka afekte kominote makroenvertebre nan basen vèsan devlope (iben, agrikòl ak tè melanje) epi yo ka gen rapò ak itilizasyon tè (58, 59, 61).Malgre ke etid sa a te itilize endikatè SPEARpesticides ak karakteristik toksisite òganis akwatik espesifik fipronil pou minimize enpak faktè konfonn, pèfòmans endikatè SPEARpesticides ka afekte pa degradasyon abita, epi yo ka konpare fipronil ak lòt pestisid ki gen rapò (4, 17, 51, 57).Sepandan, yon modèl estrès miltip devlope lè l sèvi avèk mezi jaden ki soti nan de premye etid rejyonal yo (Midwès ak Sidès) te montre ke pestisid yo se yon estrès enpòtan amont pou kondisyon kominote makroenvertebre nan rivyè wading.Nan modèl sa yo, varyab eksplikasyon enpòtan yo enkli pestisid (sitou bifenthrin), eleman nitritif ak karakteristik abita nan pifò kouran agrikòl nan Midwès la, ak pestisid (espesyalman fipronil) nan pifò vil nan sidès la.Chanjman nan oksijèn, eleman nitritif ak koule (61, 62).Se poutèt sa, byenke syans rejyonal yo eseye adrese enpak estrès ki pa pestisid yo sou endikatè repons yo epi ajiste endikatè prediksyon yo pou dekri enpak fipronil la, rezilta sondaj sa a sou teren yo sipòte opinyon fipronil la.) Yo ta dwe konsidere kòm youn nan sous presyon ki pi enfliyan nan rivyè Ameriken yo, espesyalman nan sidès Etazini.
Ensidan an nan degradasyon pestisid nan anviwònman an se raman dokimante, men menas la nan òganis akwatik yo ka pi danjere pase kò paran an.Nan ka fipronil, syans jaden ak eksperyans mezo-echèl yo te montre ke pwodwi degradasyon yo komen tankou kò paran an nan kouran yo echantiyon epi yo gen menm toksisite oswa pi wo (Tablo 1).Nan eksperyans nan manbràn mwayen, fluorobenzonitrile sulfone te pi toksik nan pwodwi degradasyon pestisid yo etidye, epi li te pi toksik pase konpoze paran an, epi li te tou detekte nan yon frekans ki sanble ak sa yo ki nan konpoze paran an.Si sèlman pestisid paran yo mezire, evènman potansyèl toksisite yo ka pa remake, epi mank relatif enfòmasyon sou toksisite pandan degradasyon pestisid vle di ke ensidan yo ak konsekans yo ka inyore.Pou egzanp, akòz mank de enfòmasyon sou toksisite nan pwodwi degradasyon, yo te fè yon evalyasyon konplè sou pestisid nan kouran Swis, ki gen ladan 134 pwodwi degradasyon pestisid, epi sèlman konpoze paran an te konsidere kòm konpoze paran an nan evalyasyon risk ekolojik li yo.
Rezilta evalyasyon risk ekolojik sa a endike ke konpoze fipronil gen efè negatif sou sante rivyè, kidonk li ka rezonab dedwi ke efè negatif yo ka obsève nenpòt kote konpoze fipronil depase nivo HC5 la.Rezilta eksperyans mezoskopik yo endepandan de kote, sa ki endike konsantrasyon fipronil ak pwodwi degradasyon li yo nan anpil takson kouran pi ba anpil pase sa yo te deja anrejistre.Nou kwè ke dekouvèt sa a gen anpil chans yo dwe pwolonje nan protobiota a nan kouran primitif nenpòt kote.Rezilta eksperyans mezo-echèl la te aplike nan etid jaden gwo-echèl (444 ti kouran ki konpoze de itilizasyon iben, agrikòl ak tè melanje atravè senk rejyon pi gwo nan peyi Etazini), epi li te jwenn ke konsantrasyon nan anpil kouran dlo. kote yo te detekte fipronil espere toksisite ki kapab lakòz yo sijere ke rezilta sa yo ka pwolonje nan lòt peyi kote yo itilize fipronil.Dapre rapò, kantite moun ki sèvi ak Fipronil ap ogmante nan Japon, UK a ak US la (7).Fipronil prezan sou prèske tout kontinan, ki gen ladan Ostrali, Amerik di Sid ak Lafrik (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208).Rezilta etid meso-a-field yo prezante isit la endike ke itilizasyon fipronil ka gen siyifikasyon ekolojik sou yon echèl mondyal.
Pou materyèl siplemantè pou atik sa a, tanpri gade http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1
Sa a se yon atik aksè louvri ki distribye dapre kondisyon Creative Commons Attribution-Non-Komèsyal Lisans, ki pèmèt itilizasyon, distribisyon ak repwodiksyon nan nenpòt mwayen, osi lontan ke itilizasyon final la pa pou benefis komèsyal ak premis la se ke travay orijinal la kòrèk.Referans.
Remak: Nou sèlman mande w bay adrès imel ou a pou moun ou rekòmande pou paj la konnen ke ou vle yo wè imel la e ke li pa spam.Nou p ap pran okenn adrès imel.
Kesyon sa a itilize pou teste si ou se yon vizitè epi anpeche otomatik soumèt spam.
Janet 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
Etid yo montre ke pestisid komen ki souvan detekte nan kouran Ameriken yo pi toksik pase te panse deja.
Janet 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
Etid yo montre ke pestisid komen ki souvan detekte nan kouran Ameriken yo pi toksik pase te panse deja.
©2021 Asosyasyon Ameriken pou Avansman Syans.tout dwa rezève.AAAS se yon patnè HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ak COUNTER.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.