प्रवाहातील कीटकनाशके ही जागतिक चिंतेची बाब बनत चालली आहे, परंतु जलीय परिसंस्थेच्या सुरक्षित एकाग्रतेबद्दल फारशी माहिती नाही.30-दिवसांच्या मेसोकॉस्मिक प्रयोगात, स्थानिक बेंथिक जलचर अपृष्ठवंशी सामान्य कीटकनाशक फिप्रोनिल आणि चार प्रकारच्या निकृष्ट उत्पादनांच्या संपर्कात आले.फिप्रोनिल कंपाऊंडमुळे उदय आणि ट्रॉफिक कॅस्केडमध्ये बदल झाले.प्रभावी एकाग्रता (EC50) ज्यावर फिप्रोनिल आणि त्याचे सल्फाइड, सल्फोन आणि डेसल्फिनाइल डिग्रेडेशन उत्पादने 50% प्रतिसाद देतात ते विकसित केले गेले आहे.टॅक्सेन फिप्रोनिलला संवेदनशील नसतात.15 मेसोकोस्मिक EC50 मूल्यांमधील 5% प्रभावित प्रजातींच्या धोक्याच्या एकाग्रतेचा वापर फीप्रोनिलच्या संयुगाच्या एकाग्रतेला विषारी एककांच्या बेरीज (∑TUFipronils) मध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो.पाच प्रादेशिक अभ्यासांमधून काढलेल्या 16% प्रवाहांमध्ये, सरासरी ∑TUFipronil 1 पेक्षा जास्त आहे (विषाक्तता दर्शवते).जोखीम असलेल्या प्रजातींचे इनव्हर्टेब्रेट संकेतक पाचपैकी चार नमुने क्षेत्रामध्ये TUTUipronil शी नकारात्मकरित्या संबंधित आहेत.हे पर्यावरणीय जोखीम मूल्यांकन दर्शविते की फिप्रोनिल संयुगे कमी सांद्रता युनायटेड स्टेट्सच्या अनेक भागांमध्ये प्रवाह समुदाय कमी करेल.
अलिकडच्या दशकांत सिंथेटिक रसायनांचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणात वाढले असले तरी, लक्ष्य नसलेल्या परिसंस्थेवर या रसायनांचा प्रभाव पूर्णपणे समजला गेला नाही (1).पृष्ठभागावरील पाण्यात जेथे जागतिक शेतजमीनपैकी 90% जमीन नष्ट झाली आहे, तेथे कृषी कीटकनाशकांचा कोणताही डेटा नाही, परंतु जेथे डेटा आहे तेथे कीटकनाशके नियामक मर्यादा ओलांडण्याची वेळ अर्धा आहे (2).युनायटेड स्टेट्समधील पृष्ठभागावरील पाण्यातील कृषी कीटकनाशकांच्या मेटा-विश्लेषणात असे आढळून आले की 70% नमुने घेण्याच्या ठिकाणी, किमान एक कीटकनाशक नियामक मर्यादा ओलांडत आहे (3).तथापि, हे मेटा-विश्लेषण (2, 3) केवळ शेतजमिनीच्या वापरामुळे प्रभावित झालेल्या पृष्ठभागावरील पाण्यावर लक्ष केंद्रित करतात आणि ते वेगळ्या अभ्यासाचा सारांश आहेत.कीटकनाशके, विशेषत: कीटकनाशके, शहरी लँडस्केप ड्रेनेजमध्ये उच्च सांद्रतेमध्ये देखील अस्तित्वात आहेत (4).शेती आणि शहरी लँडस्केपमधून सोडलेल्या पृष्ठभागाच्या पाण्यात कीटकनाशकांचे सर्वसमावेशक मूल्यांकन करणे दुर्मिळ आहे;त्यामुळे, कीटकनाशकांमुळे भूपृष्ठावरील जलस्रोतांना आणि त्यांच्या पर्यावरणीय अखंडतेला मोठ्या प्रमाणावर धोका आहे की नाही हे माहीत नाही.
2010 (5) मध्ये बेंझोपायराझोल्स आणि निओनिकोटिनॉइड्सचा जागतिक कीटकनाशकांच्या बाजारपेठेतील एक तृतीयांश हिस्सा होता.युनायटेड स्टेट्समधील पृष्ठभागाच्या पाण्यामध्ये, फिप्रोनिल आणि त्याची डिग्रेडेशन उत्पादने (फेनिलपायराझोल्स) ही सर्वात सामान्य कीटकनाशक संयुगे आहेत आणि त्यांची सांद्रता सामान्यतः जलीय मानकांपेक्षा जास्त असते (6-8).जरी निओनिकोटिनॉइड्सने मधमाश्या आणि पक्ष्यांवर होणारे परिणाम आणि त्यांच्या प्रसारामुळे लक्ष वेधले असले तरी (9), फिप्रोनिल हे मासे आणि पक्ष्यांसाठी अधिक विषारी आहे (10), तर इतर phenylpyrazoles वर्गाच्या संयुगेमध्ये तणनाशक प्रभाव आहेत (5).फिप्रोनिल हे एक पद्धतशीर कीटकनाशक आहे जे शहरी आणि कृषी वातावरणात कीटक नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जाते.1993 मध्ये फिप्रोनिलने जागतिक बाजारपेठेत प्रवेश केल्यापासून, युनायटेड स्टेट्स, जपान आणि युनायटेड किंग्डममध्ये फिप्रोनिलचा वापर मोठ्या प्रमाणात वाढला आहे (5).युनायटेड स्टेट्समध्ये, फिप्रोनिलचा वापर मुंग्या आणि दीमकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी केला जातो आणि कॉर्न (बीज प्रक्रियेसह), बटाटे आणि फळबागा (11, 12) या पिकांमध्ये वापरला जातो.युनायटेड स्टेट्समध्ये फिप्रोनिलचा कृषी वापर 2002 मध्ये शिखरावर पोहोचला (13).कोणताही राष्ट्रीय शहरी वापर डेटा उपलब्ध नसला तरी, कॅलिफोर्नियामधील शहरी वापर 2006 आणि 2015 मध्ये शिखरावर पोहोचला (https://calpip.cdpr.ca).gov/main .cfm, 2 डिसेंबर 2019 रोजी प्रवेश केला).फिप्रोनिल (6.41μg/L) ची उच्च सांद्रता काही कृषी क्षेत्रांमध्ये उच्च अनुप्रयोग दर (14) असलेल्या प्रवाहांमध्ये आढळली असली तरी, कृषी प्रवाहांच्या तुलनेत, युनायटेड स्टेट्समधील शहरी प्रवाहांमध्ये सामान्यतः जास्त शोध आणि उच्च सांद्रता असते, जे सकारात्मक असतात. वादळाची घटना चाचणीशी संबंधित आहे (6, 7, 14-17).
फिप्रोनिल जलीय परिसंस्थेत प्रवेश करते किंवा जमिनीतून प्रवाहात जाते (7, 14, 18).फिप्रोनिलमध्ये कमी अस्थिरता आहे (हेन्रीचा नियम स्थिर 2.31×10-4 Pa m3 mol-1), कमी ते मध्यम पाण्यात विद्राव्यता (3.78 mg/l 20°C वर), आणि मध्यम हायड्रोफोबिसिटी (लॉग Kow 3.9 ते 4.1%), मातीमध्ये गतिशीलता फारच कमी आहे (लॉग Koc 2.6 ते 3.1 आहे) (12, 19), आणि ते वातावरणात कमी-ते-मध्यम चिकाटी दाखवते (20).फिनाझेप्रिलचे फोटोलिसिस, ऑक्सिडेशन, पीएच-आश्रित हायड्रोलिसिस आणि घट यामुळे चार मुख्य डिग्रेडेशन उत्पादने तयार होतात: डेसल्फॉक्सिफेनाप्रिल (नाही सल्फोक्साइड), फेनाप्रेनिप सल्फोन (सल्फोन), फिलोफेनामाइड (अमाइड) आणि फिलोफेनिब सल्फाइड (सल्फाइड).फिप्रोनिल डिग्रेडेशन उत्पादने मूळ कंपाऊंड (21, 22) पेक्षा अधिक स्थिर आणि टिकाऊ असतात.
फिप्रोनिलची विषाक्तता आणि त्याचे लक्ष्य नसलेल्या प्रजातींमध्ये (जसे की जलीय अपृष्ठवंशी) होणारे ऱ्हास चांगल्या प्रकारे नोंदवले गेले आहे (14, 15).फिप्रोनिल हे एक न्यूरोटॉक्सिक कंपाऊंड आहे जे कीटकांमध्ये गॅमा-अमीनोब्युटीरिक ऍसिडद्वारे नियंत्रित केलेल्या क्लोराईड चॅनेलमधून क्लोराईड आयनच्या मार्गात व्यत्यय आणते, ज्यामुळे पुरेशी एकाग्रता जास्त उत्तेजित होते आणि मृत्यू होतो (20).फिप्रोनिल निवडकपणे विषारी आहे, त्यामुळे सस्तन प्राण्यांपेक्षा किटकांसाठी त्याचे रिसेप्टर बंधनकारक आत्मीयता जास्त आहे (23).फिप्रोनिल डिग्रेडेशन उत्पादनांची कीटकनाशक क्रिया वेगळी आहे.गोड्या पाण्यातील इनव्हर्टेब्रेट्समध्ये सल्फोन आणि सल्फाइडची विषारीता मूळ संयुगापेक्षा समान किंवा जास्त असते.Desulfinyl मध्ये मध्यम विषारीपणा आहे परंतु ते मूळ संयुगापेक्षा कमी विषारी आहे.तुलनेने गैर-विषारी (23, 24).फिप्रोनिल आणि फिप्रोनिल डिग्रेडेशनसाठी जलीय इनव्हर्टेब्रेट्सची संवेदनाक्षमता टॅक्साच्या आत आणि दरम्यान मोठ्या प्रमाणात बदलते (15), आणि काही प्रकरणांमध्ये परिमाण (25) पेक्षाही जास्त असते.शेवटी, असे पुरावे आहेत की फिनाइलपायराझोल पूर्वी विचार करण्यापेक्षा पर्यावरणासाठी अधिक विषारी आहेत (3).
प्रयोगशाळेतील विषाक्तता चाचणीवर आधारित जलीय जैविक बेंचमार्क फील्ड लोकसंख्येच्या जोखमीला कमी लेखू शकतात (26-28).जलीय मानके सामान्यत: एक किंवा अनेक जलीय इनव्हर्टेब्रेट प्रजातींचा वापर करून एकल-प्रजाती प्रयोगशाळेतील विषारीता चाचणीद्वारे स्थापित केली जातात (उदाहरणार्थ, डिप्टेरा: चिरोनोमिडे: चिरोनोमस आणि क्रस्टेसिया: डॅफ्निया मॅग्ना आणि हायलेला अझ्टेका).हे चाचणी जीव सामान्यतः इतर बेंथिक मॅक्रोइनव्हर्टेब्रेट्स (उदाहरणार्थ, phe genus::) पेक्षा जोपासणे सोपे असतात आणि काही प्रकरणांमध्ये प्रदूषकांना कमी संवेदनशील असतात.उदाहरणार्थ, डी. मॅग्ना विशिष्ट कीटकांपेक्षा अनेक धातूंसाठी कमी संवेदनशील आहे, तर A. zteca हे पायरेथ्रॉइड कीटकनाशक बायफेन्थ्रीनला त्याच्या वर्म्सच्या संवेदनशीलतेपेक्षा कमी संवेदनशील आहे (29, 30).विद्यमान बेंचमार्कची आणखी एक मर्यादा म्हणजे गणनेमध्ये वापरलेले एंडपॉइंट्स.तीव्र बेंचमार्क मृत्युदरावर (किंवा क्रस्टेशियन्ससाठी निश्चित) आधारित असतात, तर क्रॉनिक बेंचमार्क सामान्यतः सूक्ष्म अंतबिंदूंवर (जसे की वाढ आणि पुनरुत्पादन) (असल्यास) आधारित असतात.तथापि, वाढ, उदय, अर्धांगवायू आणि विकासात्मक विलंब यांसारखे व्यापक सूक्ष्म प्रभाव आहेत, जे कर आणि समुदाय गतिशीलतेच्या यशावर परिणाम करू शकतात.परिणामस्वरुप, जरी बेंचमार्क परिणामाच्या जैविक महत्त्वाची पार्श्वभूमी प्रदान करत असले तरी, विषारीपणाचा उंबरठा म्हणून पर्यावरणीय प्रासंगिकता अनिश्चित आहे.
फिप्रोनिल यौगिकांचा बेंथिक जलीय परिसंस्थेवर (इनव्हर्टेब्रेट्स आणि शैवाल) प्रभाव अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, नैसर्गिक बेंथिक समुदायांना प्रयोगशाळेत आणले गेले आणि 30-दिवसीय प्रवाह फिप्रोनिल किंवा चार फिप्रोनिल डिग्रेडेशन प्रयोगांपैकी एक दरम्यान एकाग्रता ग्रेडियंट्सच्या संपर्कात आले.नदी समुदायाच्या विस्तृत टॅक्साचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या प्रत्येक फिप्रोनिल कंपाऊंडसाठी प्रजाती-विशिष्ट 50% प्रभाव एकाग्रता (EC50 मूल्य) तयार करणे आणि समुदाय संरचना आणि कार्यावर प्रदूषकांचा प्रभाव निश्चित करणे हे संशोधनाचे उद्दिष्ट आहे [म्हणजे, धोका एकाग्रता] 5 प्रभावित प्रजातींचे % (HC5) आणि अप्रत्यक्ष परिणाम जसे की बदललेले उदय आणि ट्रॉफिक डायनॅमिक्स].त्यानंतर मेसोस्कोपिक प्रयोगातून मिळालेला थ्रेशोल्ड (कम्पाऊंड-विशिष्ट HC5 मूल्य) युनायटेड स्टेट्सच्या पाच क्षेत्रांमधून (ईशान्य, आग्नेय, मध्यपश्चिम, वायव्य पॅसिफिक आणि मध्य कॅलिफोर्निया) युनायटेड स्टेट्स जिऑलॉजिकल सर्व्हे (USGS) द्वारे गोळा केलेल्या फील्डवर लागू केला गेला. कोस्टल झोन) डेटा) USGS प्रादेशिक प्रवाह गुणवत्ता मूल्यांकनाचा भाग म्हणून (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).आमच्या माहितीनुसार, हे पहिले पर्यावरणीय जोखीम मूल्यांकन आहे.हे नियंत्रित मेसो-वातावरणातील बेंथिक जीवांवर फिप्रोनिल संयुगेच्या प्रभावांची सर्वसमावेशकपणे तपासणी करते आणि नंतर हे परिणाम खंडीय-स्केल फील्ड मूल्यांकनांवर लागू करते.
30 दिवसांचा मेसोकॉस्मिक प्रयोग USGS एक्वाटिक प्रयोगशाळेत (AXL) फोर्ट कॉलिन्स, कोलोरॅडो, USA येथे 18 ऑक्टोबर ते 17 नोव्हेंबर 2017 या कालावधीत 1 दिवस घरगुती आणि 30 दिवस प्रयोग करण्यात आला.पद्धतीचे पूर्वी वर्णन केले गेले आहे (29, 31) आणि पूरक सामग्रीमध्ये तपशीलवार.मेसो स्पेस सेटिंगमध्ये चार सक्रिय प्रवाहांमध्ये 36 परिसंचारी प्रवाह असतात (पाण्याच्या टाक्या फिरवतात).प्रत्येक जिवंत प्रवाह पाण्याचे तापमान राखण्यासाठी कूलरने सुसज्ज आहे आणि 16:8 प्रकाश-गडद चक्राने प्रकाशित आहे.मेसो-स्तरीय प्रवाह स्टेनलेस स्टीलचा आहे, जो फिप्रोनिलच्या हायड्रोफोबिसिटीसाठी योग्य आहे (लॉग कॉव = 4.0) आणि सेंद्रिय सफाई सॉल्व्हेंट्ससाठी योग्य आहे (आकृती S1).मेसो-स्केल प्रयोगासाठी वापरलेले पाणी कॅशे ला पौड्रे नदीतून (रॉकी माउंटन नॅशनल पार्क, नॅशनल फॉरेस्ट आणि कॉन्टिनेंटल डिव्हाइडसह अपस्ट्रीम स्त्रोत) गोळा केले गेले आणि AXL च्या चार पॉलिथिलीन साठवण टाक्यांमध्ये साठवले गेले.साइटवरून गोळा केलेल्या गाळ आणि पाण्याच्या नमुन्यांच्या मागील मूल्यांकनांमध्ये कोणतीही कीटकनाशके आढळली नाहीत (29).
मेसो-स्केल प्रयोग डिझाइनमध्ये 30 प्रक्रिया प्रवाह आणि 6 नियंत्रण प्रवाह असतात.उपचार प्रवाहात प्रक्रिया केलेले पाणी प्राप्त होते, त्यातील प्रत्येकामध्ये फिप्रोनिल यौगिकांची प्रतिकृती न केलेली स्थिर सांद्रता असते: फिप्रोनिल (फिप्रोनिल (सिग्मा-अल्ड्रिच, सीएएस 120068-37-3), एमाइड (सिग्मा-अल्ड्रिच, सीएएस 205650-69-7), डिसल्फरीकरण गट. [US Environmental Protection Agency (EPA) कीटकनाशक लायब्ररी, CAS 205650-65-3], sulfone (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) आणि सल्फाइड (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6) सर्व; 97.8% प्रकाशित प्रतिसाद मूल्यांनुसार (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33) मिथेनॉल (थर्मो फिशर सायंटिफिक, अमेरिकन केमिकल सोसायटी प्रमाणीकरण स्तर) मध्ये विरघळवून. एकाग्रतायुक्त स्टॉक सोल्यूशन तयार करण्यासाठी आवश्यक प्रमाणात विआयनीकृत पाणी, कारण डोसमध्ये मिथेनॉलचे प्रमाण भिन्न आहे, समान मिथेनॉल एकाग्रता सुनिश्चित करण्यासाठी आवश्यकतेनुसार सर्व उपचार प्रवाहांमध्ये मिथेनॉल जोडणे आवश्यक आहे. 0.05 ml/L) प्रवाहांमध्ये इतर तीन नियंत्रण प्रवाहांना मिथेनॉलशिवाय नदीचे पाणी मिळाले, अन्यथा ते इतर सर्व प्रवाहांसारखे मानले गेले.
8 व्या दिवशी, 16 व्या दिवशी आणि 26 व्या दिवशी, तापमान, pH मूल्य, विद्युत चालकता आणि फिप्रोनिल आणि फिप्रोनिलचे ऱ्हास हे प्रवाह झिल्लीमध्ये मोजले गेले.माध्यम चाचणी दरम्यान पॅरेंट कंपाऊंड फिप्रोनिलच्या ऱ्हासाचा मागोवा घेण्यासाठी, फिप्रोनिल (पालक) द्रव आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचेवर आणखी तीन दिवस [दिवस 5, 12 आणि 21 (n = 6)] तापमान, pH साठी उपचार करण्यासाठी वापरले गेले. चालकता, फिप्रोनिल आणि फिप्रोनिल डिग्रेडेशन सॅम्पलिंग.मोठ्या व्यासाच्या सुईने सुसज्ज व्हॉटमन 0.7-μm GF/F सिरिंज फिल्टरद्वारे 10 मिली वाहते पाणी 20 मिली अंबर ग्लासच्या कुपीमध्ये फिल्टर करून कीटकनाशक विश्लेषणाचे नमुने गोळा केले गेले.नमुने ताबडतोब गोठवण्यात आले आणि विश्लेषणासाठी लेकवुड, कोलोरॅडो, यूएसए येथील USGS नॅशनल वॉटर क्वालिटी लॅबोरेटरी (NWQL) येथे पाठवण्यात आले.पूर्वी प्रकाशित केलेल्या पद्धतीच्या सुधारित पद्धतीचा वापर करून, पाण्याच्या नमुन्यांमधील Fipronil आणि 4 डिग्रेडेशन उत्पादने थेट जलीय इंजेक्शन (DAI) लिक्विड क्रोमॅटोग्राफी-टँडम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (LC-MS/MS; Agilent 6495) द्वारे निर्धारित केली गेली.इन्स्ट्रुमेंट डिटेक्शन लेव्हल (आयडीएल) हे किमान कॅलिब्रेशन मानक असल्याचा अंदाज आहे जो गुणात्मक ओळख मानक पूर्ण करतो;फिप्रोनिलचा IDL 0.005 μg/L आहे, आणि इतर चार फिप्रोनिलचा IDL 0.001 μg/L आहे.पूरक सामग्री फिप्रोनिल संयुगे मोजण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतींचे संपूर्ण वर्णन प्रदान करते, ज्यामध्ये गुणवत्ता नियंत्रण आणि हमी प्रक्रिया समाविष्ट आहेत (उदाहरणार्थ, नमुना पुनर्प्राप्ती, स्पाइक, तृतीय पक्ष तपासणी आणि रिक्त जागा).
30-दिवसांच्या मेसोकोस्मिक प्रयोगाच्या शेवटी, प्रौढ आणि लार्व्हा इनव्हर्टेब्रेट्सची गणना आणि ओळख पूर्ण झाली (मुख्य डेटा संकलन अंतिम बिंदू).उदयोन्मुख प्रौढांना दररोज नेटमधून गोळा केले जाते आणि स्वच्छ 15 मिली फाल्कन सेंट्रीफ्यूज ट्यूबमध्ये गोठवले जाते.प्रयोगाच्या शेवटी (दिवस 30), प्रत्येक प्रवाहातील झिल्लीची सामग्री कोणत्याही इनव्हर्टेब्रेट्स काढून टाकण्यासाठी घासली गेली आणि (250 μm) चाळण्यात आली आणि 80% इथेनॉलमध्ये साठवली गेली.टिम्बरलाइन एक्वाटिक्स (फोर्ट कॉलिन्स, सीओ) ने अळ्या आणि प्रौढ अपृष्ठवंशी प्राण्यांची वर्गीकरण ओळख शक्य तितक्या कमी वर्गीकरण पातळीपर्यंत पूर्ण केली आहे, सामान्यतः प्रजाती.9, 19 आणि 29 या दिवशी, प्रत्येक प्रवाहाच्या मेसोस्कोपिक झिल्लीमध्ये क्लोरोफिल ए त्रिगुणांमध्ये मोजले गेले.मेसोस्कोपिक प्रयोगाचा भाग म्हणून सर्व रासायनिक आणि जैविक डेटा सोबतच्या डेटा रिलीझमध्ये प्रदान केला जातो (35).
युनायटेड स्टेट्समधील पाच प्रमुख भागात लहान (वेडिंग) प्रवाहांमध्ये पर्यावरणीय सर्वेक्षण केले गेले आणि मागील निर्देशांक कालावधीत कीटकनाशकांचे परीक्षण केले गेले.थोडक्यात, कृषी आणि शहरी जमीन वापरावर आधारित (36-40), प्रत्येक प्रदेशात 77 ते 100 स्थाने निवडली गेली (एकूण 444 स्थाने).एका वर्षाच्या (2013-2017) वसंत ऋतु आणि उन्हाळ्यात, प्रत्येक प्रदेशात आठवड्यातून एकदा 4 ते 12 आठवड्यांसाठी पाण्याचे नमुने गोळा केले जातात.विशिष्ट वेळ प्रदेश आणि विकासाच्या तीव्रतेवर अवलंबून असते.तथापि, ईशान्य विभागातील 11 स्थानके जवळपास पाणलोटात आहेत.कोणताही विकास नाही, फक्त एक नमुना गोळा केला गेला.प्रादेशिक अभ्यासामध्ये कीटकनाशकांसाठी निरीक्षण कालावधी भिन्न असल्याने, तुलनेसाठी, प्रत्येक साइटवर गोळा केलेले फक्त शेवटचे चार नमुने येथे विचारात घेतले आहेत.असे गृहीत धरले जाते की अविकसित ईशान्य साइटवर गोळा केलेला एकच नमुना (n = 11) 4-आठवड्यांचा नमुना कालावधी दर्शवू शकतो.या पद्धतीमुळे कीटकनाशकांवर समान संख्या (ईशान्येकडील 11 ठिकाणे वगळता) आणि निरीक्षणाचा कालावधी समान होतो;असे मानले जाते की बायोटाच्या दीर्घकालीन प्रदर्शनासाठी 4 आठवडे पुरेसा आहे, परंतु पर्यावरणीय समुदाय या संपर्कांपासून बरे होऊ नये इतका लहान आहे.
पुरेशा प्रवाहाच्या बाबतीत, पाण्याचा नमुना स्थिर वेग आणि स्थिर रुंदीच्या वाढीद्वारे गोळा केला जातो (41).जेव्हा ही पद्धत वापरण्यासाठी प्रवाह पुरेसा नसतो, तेव्हा तुम्ही नमुने खोलवर एकत्र करून किंवा प्रवाहाच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या मध्यभागी धरून नमुने गोळा करू शकता.10 मिली फिल्टर केलेला नमुना (42) गोळा करण्यासाठी मोठ्या-बोअर सिरिंज आणि डिस्क फिल्टर (0.7μm) वापरा.DAI LC-MS/MS/MS/MS द्वारे, NWQL येथे 225 कीटकनाशके आणि कीटकनाशक विघटन उत्पादनांसाठी पाण्याचे नमुने विश्लेषित करण्यात आले, ज्यामध्ये फिप्रोनिल आणि 7 डिग्रेडेशन उत्पादने (डेसल्फिनिल फिप्रोनिल, फिप्रोनिल) सल्फाइड्स, फिप्रोनिल सल्फोन, डेस्क्लोरोनिल, फायप्रोनिल, डेस्क्लोरोनिल, फायप्रोनील fipronil आणि fipronil).).फील्ड स्टडीजसाठी ठराविक किमान रिपोर्टिंग स्तर आहेत: फिप्रोनिल, डेस्मेथाइलथियो फ्लुरोबेन्झोनिट्रिल, फिप्रोनिल सल्फाइड, फिप्रोनिल सल्फोन आणि डेस्क्लोरोफिप्रोनिल 0.004 μg/L;डेसल्फिनाइल फ्लोरफेनामाइड आणि फिप्रोनिल अमाइडची एकाग्रता 0.009 μg/लिटर आहे;फिप्रोनिल सल्फोनेटची एकाग्रता 0.096 μg/लिटर आहे.
प्रत्येक क्षेत्राच्या अभ्यासाच्या शेवटी (वसंत/उन्हाळा) इनव्हर्टेब्रेट समुदायांचे नमुने घेतले जातात, सामान्यत: शेवटच्या कीटकनाशकांच्या सॅम्पलिंग इव्हेंटच्या वेळी.वाढत्या हंगामानंतर आणि कीटकनाशकांच्या प्रचंड वापरानंतर, नमुने काढण्याची वेळ कमी प्रवाहाच्या परिस्थितीशी सुसंगत असली पाहिजे आणि जेव्हा नदीतील अपृष्ठवंशी समुदाय परिपक्व होतो आणि मुख्यत: अळ्यांच्या जीवनावस्थेत असतो त्या वेळेशी एकरूप असावा.500μm जाळी किंवा डी-फ्रेम नेटसह सर्बर सॅम्पलरचा वापर करून, 444 पैकी 437 साइट्समध्ये इनव्हर्टेब्रेट कम्युनिटी सॅम्पलिंग पूर्ण झाले.पूरक सामग्रीमध्ये सॅम्पलिंग पद्धतीचे तपशीलवार वर्णन केले आहे.NWQL वर, सर्व इनव्हर्टेब्रेट्स सहसा ओळखले जातात आणि वंश किंवा प्रजाती स्तरावर सूचीबद्ध केले जातात.या क्षेत्रात गोळा केलेला आणि या हस्तलिखितात वापरला जाणारा सर्व रासायनिक आणि जैविक डेटा सोबतच्या डेटा रिलीझमध्ये आढळू शकतो (35).
मेसोस्कोपिक प्रयोगात वापरल्या जाणाऱ्या पाच फिप्रोनिल संयुगेसाठी, नियंत्रणाच्या सापेक्ष (म्हणजे EC20 आणि EC50) 20% किंवा 50% ने कमी झालेल्या लार्व्हा इनव्हर्टेब्रेट्सची एकाग्रता मोजली गेली.डेटा [x = टाइम-वेटेड फिप्रोनिल एकाग्रता (तपशीलांसाठी पूरक सामग्री पहा), y = लार्व्हा विपुलता किंवा इतर मेट्रिक्स] R(43) विस्तारित पॅकेजमध्ये तीन-पॅरामीटर लॉगरिदमिक रिग्रेशन पद्धत "drc" वापरून फिट केले गेले.वक्र सर्व प्रजातींना (लार्व्हा) पुरेशा प्रमाणात बसवते आणि समुदायाच्या प्रभावाला अधिक समजून घेण्यासाठी इतर स्वारस्य (उदाहरणार्थ, टॅक्सा समृद्धता, एकूण माशी विपुलता आणि एकूण विपुलता) पूर्ण करते.नॅश-सटक्लिफ गुणांक (45) मॉडेल फिटचे मूल्यमापन करण्यासाठी वापरले जाते, जेथे खराब मॉडेल फिट असीम नकारात्मक मूल्ये प्राप्त करू शकतात आणि परिपूर्ण फिटचे मूल्य 1 आहे.
प्रयोगात कीटकांच्या उत्पत्तीवर फिप्रोनिल संयुगेचा प्रभाव शोधण्यासाठी, डेटाचे दोन प्रकारे मूल्यांकन केले गेले.प्रथम, प्रत्येक ट्रीटमेंट फ्लो मेसोच्या दिसण्यावरून कंट्रोल फ्लो मेसोचे सरासरी स्वरूप वजा करून, प्रत्येक फ्लो मेसो (सर्व व्यक्तींची एकूण संख्या) मधून कीटकांची एकत्रित दैनिक घटना नियंत्रणात सामान्य केली गेली.30-दिवसांच्या प्रयोगात नियंत्रण द्रव मध्यस्थ पासून उपचार द्रव मध्यस्थांचे विचलन समजून घेण्यासाठी ही मूल्ये वेळेच्या विरूद्ध प्लॉट करा.दुसरे, प्रत्येक फ्लो मेसोफिलच्या एकूण घटना टक्केवारीची गणना करा, ज्याची व्याख्या दिलेल्या प्रवाहातील एकूण मेसोफिलच्या संख्येच्या सरासरी संख्येच्या अळ्या आणि प्रौढांच्या नियंत्रण गटातील गुणोत्तर म्हणून केली जाते आणि तीन-पॅरामीटर लॉगरिदमिक प्रतिगमनासाठी योग्य आहे. .गोळा केलेले सर्व उगवण कीटक Chironomidae कुटुंबातील दोन उपकुटुंबातील होते, म्हणून एकत्रित विश्लेषण केले गेले.
सामुदायिक संरचनेतील बदल, जसे की टॅक्साचे नुकसान, शेवटी विषारी पदार्थांच्या प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष प्रभावांवर अवलंबून असू शकते आणि यामुळे समुदायाच्या कार्यामध्ये बदल होऊ शकतात (उदाहरणार्थ, ट्रॉफिक कॅस्केड).ट्रॉफिक कॅस्केडची चाचणी घेण्यासाठी, पथ विश्लेषण पद्धत (R पॅकेज “piecewiseSEM”) (46) वापरून एका साध्या कारण नेटवर्कचे मूल्यांकन केले गेले.मेसोस्कोपिक प्रयोगांसाठी, असे गृहीत धरले जाते की स्क्रॅपरचे बायोमास कमी करण्यासाठी पाण्यात फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फाइड आणि सल्फोन (अमाइड तपासलेले नाही) अप्रत्यक्षपणे क्लोरोफिल ए (47) च्या बायोमासमध्ये वाढ करतात.कंपाऊंड एकाग्रता हे प्रेडिक्टर व्हेरिएबल आहे आणि स्क्रॅपर आणि क्लोरोफिल बायोमास हे रिस्पॉन्स व्हेरिएबल्स आहेत.फिशरची C आकडेवारी मॉडेल फिटचे मूल्यमापन करण्यासाठी वापरली जाते, जेणेकरुन P मूल्य <0.05 चांगले मॉडेल फिट (46) दर्शवते.
जोखीम-आधारित इको-समुदाय थ्रेशोल्ड संरक्षण एजंट विकसित करण्यासाठी, प्रत्येक कंपाऊंडने 95% प्रभावित प्रजाती (HC5) क्रॉनिक स्पीसीज सेन्सिटिव्हिटी डिस्ट्रिब्युशन (SSD) आणि धोका एकाग्रता संरक्षण प्राप्त केले आहे.तीन SSD डेटा संच व्युत्पन्न केले गेले: (i) फक्त मेसो डेटा सेट, (ii) सर्व मेसो डेटा आणि EPA ECOTOX डेटाबेस क्वेरी (https://cfpub.epa.gov/ecotox) / वरून गोळा केलेला डेटा संच 14 मार्च 2019), अभ्यास कालावधी 4 दिवस किंवा त्याहून अधिक आहे, आणि (iii) सर्व मेसोस्कोपिक डेटा आणि ECOTOX डेटा असलेला डेटा संच, ज्यामध्ये ECOTOX डेटा (तीव्र एक्सपोजर) तीव्र ते क्रॉनिक डी. मॅग्ना (चे गुणोत्तर) ने भागलेला आहे. 19.39) एक्सपोजर कालावधीमधील फरक आणि अंदाजे क्रॉनिक EC50 मूल्य (12) स्पष्ट करण्यासाठी.एकाधिक SSD मॉडेल्स निर्माण करण्याचा आमचा उद्देश आहे (i) फील्ड डेटाशी तुलना करण्यासाठी HC5 मूल्ये विकसित करणे (केवळ मीडियासाठी SSD साठी), आणि (ii) मत्स्यशेतीमध्ये समावेश करण्यासाठी नियामक संस्थांपेक्षा मीडिया डेटा अधिक व्यापकपणे स्वीकारला जातो याचे मूल्यांकन करणे लाइफ बेंचमार्कची मजबूतता आणि डेटा संसाधनांची मानक सेटिंग आणि त्यामुळे समायोजन प्रक्रियेसाठी मेसोस्कोपिक अभ्यास वापरण्याची व्यावहारिकता.
R पॅकेज “ssdtools” (48) वापरून प्रत्येक डेटा सेटसाठी SSD विकसित केले गेले.SSD वरून HC5 सरासरी आणि आत्मविश्वास मध्यांतर (CI) अंदाज लावण्यासाठी बूटस्ट्रॅप (n = 10,000) वापरा.या संशोधनाद्वारे विकसित केलेल्या एकोणचाळीस टॅक्सा प्रतिसाद (सर्व टॅक्सा ज्यांना जीनस किंवा प्रजाती म्हणून ओळखले गेले आहे) हे ECOTOX डेटाबेसमधील सहा प्रकाशित अभ्यासांमधून संकलित केलेल्या 32 टॅक्स प्रतिसादांसह एकत्रित केले आहेत, एकूण 81 टॅक्सन प्रतिसाद SSD विकासासाठी वापरला जाऊ शकतो. .एमाइड्सच्या ECOTOX डेटाबेसमध्ये कोणताही डेटा आढळला नसल्यामुळे, एमाइड्ससाठी कोणताही SSD विकसित केला गेला नाही आणि सध्याच्या अभ्यासातून फक्त एक EC50 प्रतिसाद प्राप्त झाला.ECOTOX डेटाबेसमध्ये केवळ एका सल्फाइड गटाचे EC50 मूल्य आढळले असले तरी, सध्याच्या पदवीधर विद्यार्थ्याकडे 12 EC50 मूल्ये आहेत.म्हणून, सल्फिनाइल गटांसाठी एसएसडी विकसित केले गेले आहेत.
मेसोकोसमॉसच्या SSD डेटा संचातून प्राप्त केलेली फिप्रोनिल संयुगांची विशिष्ट HC5 मूल्ये केवळ युनायटेड स्टेट्समधील पाच प्रदेशांमधील 444 प्रवाहांमध्ये फिप्रोनिल संयुगांच्या एक्सपोजर आणि संभाव्य विषारीपणाचे मूल्यांकन करण्यासाठी फील्ड डेटासह एकत्र केली गेली.शेवटच्या 4-आठवड्याच्या सॅम्पलिंग विंडोमध्ये, आढळलेल्या फिप्रोनिल संयुगांची प्रत्येक एकाग्रता (न सापडलेली एकाग्रता शून्य आहे) त्याच्या संबंधित HC5 ने विभागली जाते आणि प्रत्येक नमुन्याचे संयुग गुणोत्तर फिप्रोनिल (ΣTUFipronils) चे एकूण विषारी एकक मिळविण्यासाठी बेरीज केले जाते, जेथे ΣTUFipronils> 1 म्हणजे विषारीपणा.
50% प्रभावित प्रजातींच्या (HC50) धोक्याच्या एकाग्रतेची तुलना मध्यम झिल्लीच्या प्रयोगातून प्राप्त झालेल्या taxa समृद्धतेच्या EC50 मूल्याशी करून, मध्यम पडदा डेटामधून प्राप्त केलेल्या SSD चे मूल्यांकन केले गेले ज्यामुळे व्यापक पर्यावरणीय समुदायाची संवेदनशीलता फिप्रोनिलवर प्रतिबिंबित होईल. पदवी.या तुलनेद्वारे, कर समृद्धता मोजण्यासाठी EC50 पद्धत वापरून SSD पद्धत (केवळ डोस-प्रतिसाद संबंध असलेल्या त्या टॅक्सासह) आणि EC50 पद्धत (मध्यम जागेत पाहिल्या जाणाऱ्या सर्व अद्वितीय टॅक्सासह) यांच्यातील सातत्य लिंगाचे मूल्यांकन केले जाऊ शकते.डोस प्रतिसाद संबंध.
437 इनव्हर्टेब्रेट-संकलन प्रवाहांमध्ये अपृष्ठवंशी समुदायांच्या आरोग्य स्थिती आणि ΣTUFipronil यांच्यातील संबंध तपासण्यासाठी कीटकनाशक जोखीम प्रजाती (SPEARpesticides) निर्देशकाची गणना केली गेली.SPEAR कीटकनाशके मेट्रिक इनव्हर्टेब्रेट्सची रचना शारीरिक आणि पर्यावरणीय वैशिष्ट्यांसह जैविक वर्गीकरणासाठी भरपूर प्रमाणात मेट्रिकमध्ये रूपांतरित करते, ज्यामुळे कीटकनाशकांना संवेदनशीलता प्रदान करते.SPEAR कीटकनाशके निर्देशक नैसर्गिक कोव्हेरिएट्ससाठी संवेदनशील नाही (49, 50), जरी त्याच्या कार्यक्षमतेवर निवासस्थानाच्या तीव्र ऱ्हासामुळे (51) परिणाम होईल.नदीच्या पर्यावरणीय गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी प्रत्येक टॅक्सॉनसाठी साइटवर एकत्रित केलेला भरपूर डेटा ASTERICS सॉफ्टवेअरशी संबंधित टॅक्सॉनच्या मुख्य मूल्याशी समन्वयित केला जातो (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home html).नंतर इंडिकेट (http://systemecology.eu/indicate/) सॉफ्टवेअर (आवृत्ती 18.05) मध्ये डेटा आयात करा.या सॉफ्टवेअरमध्ये, युरोपीय वैशिष्ट्यांचा डेटाबेस आणि कीटकनाशकांबद्दल शारीरिक संवेदनशीलता असलेला डेटाबेस प्रत्येक साइटचा डेटा SPEAR कीटकनाशक निर्देशकामध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरला जातो.SPEAR कीटकनाशके मेट्रिक आणि ΣTUFipronils [log10(X + 1) रूपांतरण] संबद्ध मधील संबंध शोधण्यासाठी पाच प्रादेशिक अभ्यासांपैकी प्रत्येकाने जनरल ॲडिटीव्ह मॉडेल (GAM) [R(52)) मधील "mgcv" पॅकेज वापरले.SPEAR कीटकनाशके मेट्रिक्सवर अधिक तपशीलवार माहितीसाठी आणि डेटा विश्लेषणासाठी, कृपया पूरक साहित्य पहा.
पाणी गुणवत्ता निर्देशांक प्रत्येक प्रवाह मेसोस्कोपिक आणि संपूर्ण मेसोस्कोपिक प्रयोग कालावधीमध्ये सुसंगत असतो.सरासरी तापमान, pH आणि चालकता अनुक्रमे 13.1°C (±0.27°C), 7.8 (±0.12) आणि 54.1 (±2.1) μS/cm (35) होती.स्वच्छ नदीच्या पाण्यात विरघळलेला सेंद्रिय कार्बन 3.1 mg/L आहे.नदीच्या मेसो-दृश्यामध्ये जेथे MiniDOT रेकॉर्डर तैनात आहे, विरघळलेला ऑक्सिजन संपृक्ततेच्या जवळ आहे (सरासरी> 8.0 mg/L), प्रवाह पूर्णपणे फिरत असल्याचे दर्शवितो.
फिप्रोनिलवरील गुणवत्ता नियंत्रण आणि गुणवत्ता हमी डेटा सोबतच्या डेटा रिलीझमध्ये प्रदान केला आहे (35).थोडक्यात, प्रयोगशाळेतील मॅट्रिक्स स्पाइक्स आणि मेसोस्कोपिक नमुन्यांचे पुनर्प्राप्ती दर सामान्यतः स्वीकार्य श्रेणींमध्ये असतात (70% ते 130% पुनर्प्राप्ती), IDL मानके परिमाणात्मक पद्धतीची पुष्टी करतात आणि प्रयोगशाळा आणि उपकरणे रिक्त असतात या व्यतिरिक्त फार कमी अपवाद आहेत. या सामान्यीकरणांची पूरक सामग्रीमध्ये चर्चा केली आहे..
सिस्टम डिझाइनमुळे, फिप्रोनिलची मोजलेली एकाग्रता सामान्यतः लक्ष्य मूल्यापेक्षा कमी असते (आकृती S2) (कारण आदर्श परिस्थितीत स्थिर स्थितीत पोहोचण्यासाठी 4 ते 10 दिवस लागतात) (30).इतर फिप्रोनिल संयुगांच्या तुलनेत, डेसल्फिनिल आणि अमाइडची एकाग्रता कालांतराने थोडीशी बदलते आणि उपचारांमधील एकाग्रतेची परिवर्तनशीलता सल्फोन आणि सल्फाइडच्या कमी एकाग्रतेच्या उपचारांव्यतिरिक्त उपचारांमधील फरकापेक्षा लहान असते.प्रत्येक उपचार गटासाठी वेळ-वेटेड सरासरी मोजलेली एकाग्रता श्रेणी खालीलप्रमाणे आहे: Fipronil, IDL ते 9.07μg/L;Desulfinyl, IDL ते 2.15μg/L;अमाइड, IDL ते 4.17μg/L;सल्फाइड, IDL ते 0.57μg/लिटर;आणि सल्फोन, IDL 1.13μg/लिटर (35) आहे.काही प्रवाहांमध्ये, लक्ष्य नसलेली फिप्रोनिल संयुगे आढळून आली, म्हणजेच, विशिष्ट उपचारांमध्ये वाढलेली संयुगे नसलेली, परंतु उपचार संयुगाची अधोगती उत्पादने म्हणून ओळखली जात होती.पॅरेंट कंपाऊंड फिप्रोनिलसह उपचार केलेल्या मेसोस्कोपिक मेम्ब्रेनमध्ये सर्वाधिक संख्येने लक्ष्य नसलेली डिग्रेडेशन उत्पादने आढळतात (जेव्हा प्रक्रिया कंपाऊंड म्हणून वापरली जात नाहीत, ते सल्फिनाइल, एमाइड, सल्फाइड आणि सल्फोन असतात);हे उत्पादन प्रक्रियेच्या मिश्रित अशुद्धी आणि/किंवा ऱ्हास प्रक्रियेमुळे असू शकते जे स्टॉक सोल्यूशनच्या साठवण दरम्यान आणि (किंवा) क्रॉस-दूषित होण्याऐवजी मेसोस्कोपिक प्रयोगात उद्भवते.फिप्रोनिल उपचारामध्ये ऱ्हास एकाग्रतेचा कोणताही कल दिसून आला नाही.लक्ष्य नसलेली अधोगती संयुगे सर्वात जास्त उपचार एकाग्रतेसह शरीरात सामान्यतः आढळतात, परंतु एकाग्रता या लक्ष्य नसलेल्या संयुगेच्या एकाग्रतेपेक्षा कमी असते (एकाग्रतेसाठी पुढील विभाग पहा).त्यामुळे, सर्वात कमी फिप्रोनिल उपचारामध्ये लक्ष्य नसलेली संयुगे सहसा आढळत नसल्यामुळे, आणि आढळलेली एकाग्रता सर्वोच्च उपचारांमध्ये परिणाम एकाग्रतेपेक्षा कमी असल्याने, या गैर-लक्ष्य संयुगेचा विश्लेषणावर कमीत कमी प्रभाव पडतो असा निष्कर्ष काढला जातो.
मीडिया प्रयोगांमध्ये, बेंथिक मॅक्रोइनव्हर्टेब्रेट्स फिप्रोनिल, डेसल्फिनिल, सल्फोन आणि सल्फाइडसाठी संवेदनशील होते [टेबल S1;मूळ विपुलता डेटा सोबतच्या डेटा आवृत्तीमध्ये प्रदान केला आहे (35)].Fipronil amide फक्त Rhithrogena sp साठी आहे.विषारी (घातक), त्याचे EC50 2.05μg/L [±10.8(SE)] आहे.15 अद्वितीय टॅक्साचे डोस-प्रतिसाद वक्र तयार केले गेले.या टॅक्साने चाचणी केलेल्या एकाग्रता श्रेणी (टेबल S1) मध्ये मृत्यु दर दर्शविला आणि लक्ष्यित क्लस्टर्ड टॅक्सा (जसे की माशी) (आकृती S3) आणि रिच टॅक्सा (आकृती 1) डोस प्रतिसाद वक्र तयार केला गेला.सर्वात संवेदनशील टॅक्साच्या अनन्य टॅक्सावर फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फोन आणि सल्फाइडची एकाग्रता (EC50) अनुक्रमे 0.005-0.364, 0.002-0.252, 0.002-0.061 आणि 0.005-0.043μL/L.Rhithrogena sp.आणि Sweltsa sp.;आकृती S4) अधिक सहन केलेल्या कर (जसे की Micropsectra / Tanytarsus आणि Lepidostoma sp.) (टेबल S1) पेक्षा कमी आहे.टेबल S1 मधील प्रत्येक कंपाऊंडच्या सरासरी EC50 नुसार, सल्फोन्स आणि सल्फाइड हे सर्वात प्रभावी संयुगे आहेत, तर इनव्हर्टेब्रेट्स सामान्यत: डेसल्फिनाइल (एमाइड्स वगळून) सर्वात कमी संवेदनशील असतात.एकूण पर्यावरणीय स्थितीचे मेट्रिक्स, जसे की टॅक्साची समृद्धता, एकूण विपुलता, एकूण पेंटाप्लॉइड आणि एकूण स्टोन फ्लाय, टॅक्सासह आणि काही टॅक्साची विपुलता, हे मेसोमध्ये फारच दुर्मिळ आहेत आणि त्यांची गणना करता येत नाही स्वतंत्र डोस प्रतिसाद वक्र काढा.म्हणून, या पर्यावरणीय निर्देशकांमध्ये SSD मध्ये समाविष्ट नसलेल्या टॅक्सन प्रतिसादांचा समावेश आहे.
(A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone आणि (D) सल्फाइड एकाग्रतेच्या तीन-स्तरीय लॉजिस्टिक फंक्शनसह टॅक्सा समृद्धता (लार्वा).प्रत्येक डेटा पॉइंट 30-दिवसांच्या मेसो प्रयोगाच्या शेवटी एकाच प्रवाहातील अळ्यांचे प्रतिनिधित्व करतो.टॅक्सॉन रिचनेस म्हणजे प्रत्येक प्रवाहातील अद्वितीय टॅक्सची गणना.एकाग्रता मूल्य हे 30-दिवसांच्या प्रयोगाच्या शेवटी मोजलेल्या प्रत्येक प्रवाहाच्या निरीक्षण केलेल्या एकाग्रतेची वेळ-भारित सरासरी असते.फिप्रोनिल अमाइड (दर्शविलेले नाही) चा रिच टॅक्साशी कोणताही संबंध नाही.कृपया लक्षात घ्या की x-अक्ष लॉगरिदमिक स्केलवर आहे.SE सह EC20 आणि EC50 टेबल S1 मध्ये नोंदवले आहेत.
सर्व पाच फिप्रोनिल यौगिकांच्या सर्वोच्च एकाग्रतेवर, Uetridae च्या उदय दरात घट झाली.सल्फाइड, सल्फोन, फिप्रोनिल, अमाइड आणि डेसल्फिनिलच्या उगवणाची टक्केवारी (EC50) अनुक्रमे 0.03, 0.06, 0.11, 0.78 आणि 0.97μg/L (आकृती 2) आणि आकृती S5 च्या एकाग्रतेमध्ये 50% कमी झाल्याचे दिसून आले.बहुतेक 30-दिवसांच्या प्रयोगांमध्ये, काही कमी-सांद्रता उपचार (आकृती 2) वगळता, फिप्रोनिल, डेसल्फिनिल, सल्फोन आणि सल्फाइडच्या सर्व उपचारांना विलंब झाला आणि त्यांचे स्वरूप रोखले गेले.अमाइड उपचारामध्ये, संपूर्ण प्रयोगादरम्यान साचलेला सांडपाणी 0.286μg/लिटरच्या एकाग्रतेसह, नियंत्रणापेक्षा जास्त होता.संपूर्ण प्रयोगादरम्यान सर्वाधिक सांद्रता (4.164μg/लिटर) सांडपाण्याला प्रतिबंधित करते आणि मध्यवर्ती उपचाराचा प्रवाह दर नियंत्रण गटाप्रमाणेच होता.(आकृती 2).
संचयी उदय म्हणजे प्रत्येक उपचार वजा (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, (D) सल्फाईड आणि (E) amide च्या नियंत्रण प्रवाहातील सरासरी दैनंदिन सरासरी उदय झिल्लीचा सरासरी दैनिक सरासरी उदय आहे.नियंत्रण (n = 6) वगळता, n = 1. एकाग्रता मूल्य हे प्रत्येक प्रवाहातील निरीक्षण केलेल्या एकाग्रतेची वेळ-भारित सरासरी असते.
डोस-प्रतिसाद वक्र असे दर्शविते की, वर्गीकरणाच्या नुकसानाव्यतिरिक्त, समुदाय स्तरावर संरचनात्मक बदल.विशेषत:, चाचणी एकाग्रता श्रेणीमध्ये, मे (आकृती S3) आणि टॅक्सा विपुलता (आकृती 1) च्या विपुलतेने फिप्रोनिल, डेसल्फिनिल, सल्फोन आणि सल्फाइड यांच्याशी महत्त्वपूर्ण डोस-प्रतिसाद संबंध दर्शविला.म्हणून, आम्ही पोषण कॅस्केडची चाचणी करून हे संरचनात्मक बदल समुदायाच्या कार्यामध्ये कसे बदल घडवून आणतात हे शोधले.फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फाइड आणि सल्फोन या जलीय अपृष्ठवंशीय प्राण्यांच्या संपर्कात आल्याने स्क्रॅपरच्या बायोमासवर थेट नकारात्मक प्रभाव पडतो (आकृती 3).स्क्रॅपरच्या बायोमासवर फिप्रोनिलचा नकारात्मक प्रभाव नियंत्रित करण्यासाठी, स्क्रॅपरने क्लोरोफिल बायोमासवर देखील नकारात्मक परिणाम केला (आकृती 3).या नकारात्मक मार्ग गुणांकांचा परिणाम म्हणजे फिप्रोनिल आणि डिग्रेडंट्सची एकाग्रता वाढल्यामुळे क्लोरोफिल a मध्ये निव्वळ वाढ होते.हे पूर्णपणे मध्यस्थ मार्ग मॉडेल्स दर्शवतात की फिप्रोनिल किंवा फिप्रोनिलच्या वाढत्या ऱ्हासामुळे क्लोरोफिल a (आकृती 3) च्या प्रमाणात वाढ होते.हे अगोदरच गृहीत धरले जाते की फिप्रोनिल किंवा डिग्रेडेशन एकाग्रता आणि क्लोरोफिल एक बायोमास यांच्यातील थेट परिणाम शून्य आहे, कारण फिप्रोनिल संयुगे कीटकनाशके आहेत आणि शैवालसाठी कमी थेट विषाक्तता आहे (उदाहरणार्थ, EPA तीव्र नॉन-व्हस्कुलर प्लांट बेसलाइन एकाग्रता 100μg/L आहे. fipronil, disulfoxide group, sulfone and sulfide https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), सर्व परिणाम (वैध मॉडेल) याचे समर्थन करतात; गृहीतक
फिप्रोनिल चराईचे बायोमास (थेट प्रभाव) लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते (स्क्रॅपर ग्रुप लार्वा आहे), परंतु क्लोरोफिल ए च्या बायोमासवर थेट परिणाम होत नाही.तथापि, फिप्रोनिलचा मजबूत अप्रत्यक्ष परिणाम म्हणजे कमी चरण्याच्या प्रतिसादात क्लोरोफिल a चे बायोमास वाढवणे.बाण प्रमाणित मार्ग गुणांक दर्शवतो आणि वजा चिन्ह (-) सहवासाची दिशा दर्शवतो.* महत्त्वाची डिग्री दर्शवते.
तीन SSDs (फक्त मध्यम स्तर, मध्यम स्तर अधिक ECOTOX डेटा, आणि मध्य स्तर अधिक ECOTOX डेटा एक्सपोजर कालावधीतील फरकांसाठी दुरुस्त केलेला) नाममात्र भिन्न HC5 मूल्ये (टेबल S3) तयार केली, परंतु परिणाम SE श्रेणीमध्ये होते.या उर्वरित अभ्यासामध्ये, आम्ही फक्त मेसो ब्रह्मांड आणि संबंधित HC5 मूल्यासह डेटा SSD वर लक्ष केंद्रित करू.या तीन SSD मूल्यमापनांच्या अधिक संपूर्ण वर्णनासाठी, कृपया पूरक साहित्य (टेबल S2 ते S5 आणि आकडे S6 आणि S7) पहा.फक्त मेसो-सॉलिड एसएसडी नकाशामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या चार फिप्रोनिल संयुगे (आकृती 4) मधील सर्वोत्तम-योग्य डेटा वितरण (सर्वात कमी अकाइक माहिती मानक स्कोअर) म्हणजे फिप्रोनिल आणि सल्फोनचे लॉग-गंबेल आणि सल्फाइड आणि डिसल्फराइज्ड γ ( तक्ता S3).प्रत्येक कंपाऊंडसाठी प्राप्त केलेली HC5 मूल्ये फक्त मेसो विश्वासाठी आकृती 4 मध्ये नोंदवली गेली आहेत आणि टेबल S3 मध्ये तिन्ही SSD डेटा सेटमधील HC5 मूल्ये नोंदवली गेली आहेत.फिप्रोनिल, सल्फाइड, सल्फोन आणि डेसल्फिनिल गटांची HC50 मूल्ये [२२.१±८.७८ एनजी/एल (९५% सीआय, ११.४ ते ४६.२), १६.९±३.३८ एनजी/एल (९५% सीआय, ११.२ ते २४.०), ८ 2.66 ng/L (95% CI, 5.44 ते 15.8) आणि 83.4±32.9 ng/L (95% CI, 36.4 ते 163)] ही संयुगे EC50 टॅक्साच्या समृद्धतेपेक्षा (युनिक टॅक्साची एकूण संख्या) (टेबल S1) लक्षणीयरीत्या कमी आहेत. ; पूरक सामग्री सारणीतील नोट्स प्रति लिटर मायक्रोग्राम आहेत).
मेसो-स्केल प्रयोगामध्ये, (A) फिप्रोनिल, (B) डेसल्फिनिल फिप्रोनिल, (C) फिप्रोनिल सल्फोन, (D) फिप्रोनिल सल्फाइड 30 दिवसांच्या संपर्कात असताना, प्रजातींच्या संवेदनशीलतेचे वर्णन केले जाते ते टॅक्सॉनचे EC50 मूल्य आहे.निळी डॅश केलेली रेखा 95% CI दर्शवते.क्षैतिज डॅश रेषा HC5 दर्शवते.प्रत्येक कंपाऊंडचे HC5 मूल्य (ng/L) खालीलप्रमाणे आहे: Fipronil, 4.56 ng/L (95% CI, 2.59 ते 10.2);सल्फाइड, 3.52 एनजी/एल (1.36 ते 9.20);सल्फोन, 2.86 एनजी/ लिटर (1.93 ते 5.29);आणि सल्फिनाइल, 3.55 एनजी/लिटर (0.35 ते 28.4).कृपया लक्षात घ्या की x-अक्ष लॉगरिदमिक स्केलवर आहे.
पाच प्रादेशिक अभ्यासांमध्ये, फिप्रोनिल (पालक) 444 फील्ड सॅम्पलिंग बिंदूंपैकी 22% मध्ये आढळले (तक्ता 1).फ्लोरफेनिब, सल्फोन आणि अमाइडची तपासणी वारंवारता सारखीच आहे (नमुन्याच्या 18% ते 22%), सल्फाइड आणि डेसल्फिनिलची शोध वारंवारता कमी आहे (11% ते 13%), तर उर्वरित निकृष्ट उत्पादने खूप जास्त आहेत.काही (1% किंवा कमी) किंवा कधीही आढळले नाही (सारणी 1)..फिप्रोनिल हे आग्नेय भागात (52% साइट्स) आणि कमीत कमी वारंवार वायव्येस (9% साइट्स) मध्ये आढळले आहे, जे बेंझोपायराझोलच्या वापराची परिवर्तनशीलता आणि देशभरातील संभाव्य प्रवाह असुरक्षा हायलाइट करते.डिग्रेडंट्स सामान्यत: समान प्रादेशिक नमुने दाखवतात, आग्नेय मध्ये सर्वाधिक शोध वारंवारता आणि वायव्य किंवा किनारी कॅलिफोर्नियामध्ये सर्वात कमी.फिप्रोनिलची मोजलेली एकाग्रता सर्वाधिक होती, त्यानंतर पॅरेंट कंपाऊंड फिप्रोनिल (अनुक्रमे 10.8 आणि 6.3 एनजी/एल ची 90% टक्केवारी) (तक्ता 1) (35).फिप्रोनिल (61.4 ng/L), डिसल्फिनिल (10.6 ng/L) आणि सल्फाइड (8.0 ng/L) ची सर्वोच्च एकाग्रता आग्नेय भागात (नमुन्याच्या शेवटच्या चार आठवड्यांमध्ये) निर्धारित केली गेली.सल्फोनची सर्वोच्च एकाग्रता पश्चिमेकडे निर्धारित केली गेली.(15.7 ng/L), अमाइड (42.7 ng/L), डेसल्फिनाइल फ्लुपीरनामाइड (14 ng/L) आणि फिप्रोनिल सल्फोनेट (8.1 ng/L) (35).फ्लोरफेनाइड सल्फोन हे एकमेव संयुग होते जे HC5 (टेबल 1) पेक्षा जास्त असल्याचे आढळून आले.विविध प्रदेशांमधील सरासरी ΣTUFipronils मोठ्या प्रमाणात बदलतात (तक्ता 1).राष्ट्रीय सरासरी ΣTUFipronils 0.62 आहे (सर्व स्थाने, सर्व प्रदेश), आणि 71 साइट्स (16%) मध्ये ΣTUFipronils> 1 आहे, हे सूचित करते की ते बेंथिक मॅक्रोइनव्हर्टेब्रेट्ससाठी विषारी असू शकते.अभ्यास केलेल्या पाचपैकी चार क्षेत्रांमध्ये (मध्यपश्चिम वगळता), SPEAR कीटकनाशके आणि ΣTUFipronil यांच्यात महत्त्वपूर्ण संबंध आहे, कॅलिफोर्नियाच्या किनारपट्टीवर 0.07 ते आग्नेय भागात 0.34 पर्यंत समायोजित R2 (आकृती 5).
*मेसोस्कोपिक प्रयोगांमध्ये वापरलेली संयुगे.†ΣTUFipronils, विषाच्या एककांच्या बेरजेचा मध्यक [SSD-संक्रमित प्रजातींच्या पाचव्या पर्सेंटाइलमधून प्रत्येक कंपाऊंडच्या चार फिप्रोनिल संयुगांचे / धोक्याच्या एकाग्रतेचे निरीक्षण केले आहे (आकृती 4)] फिप्रोनिलच्या साप्ताहिक नमुन्यांसाठी, शेवटचे 4 प्रत्येक साइटवर गोळा केलेल्या कीटकनाशकांच्या नमुन्यांचे आठवडे मोजले गेले.‡ज्या ठिकाणी कीटकनाशके मोजली जातात त्यांची संख्या.§ 90 वा पर्सेंटाइल कीटकनाशकांच्या सॅम्पलिंगच्या शेवटच्या 4 आठवड्यांदरम्यान साइटवर आढळलेल्या कमाल एकाग्रतेवर आधारित आहे.चाचणी केलेल्या नमुन्यांच्या टक्केवारीसह.¶ CI ची गणना करण्यासाठी HC5 मूल्याचे 95% CI (आकृती 4 आणि टेबल S3, फक्त मेसो) वापरा.Dechloroflupinib चे सर्व क्षेत्रांमध्ये विश्लेषण केले गेले आहे आणि ते कधीही आढळले नाही.ND, आढळले नाही.
फिप्रोनिल विषारी एकक हे मोजलेले फिप्रोनिल एकाग्रता आहे ज्याला कंपाऊंड-विशिष्ट HC5 मूल्याने विभाजित केले आहे, जे माध्यम प्रयोगातून मिळालेल्या SSD द्वारे निर्धारित केले जाते (आकृती 4 पहा).ब्लॅक लाइन, सामान्यीकृत ऍडिटीव्ह मॉडेल (GAM).लाल डॅश केलेल्या लाइनमध्ये GAM साठी CI 95% आहे.ΣTUFipronils log10 (ΣTUFipronils+1) मध्ये रूपांतरित केले आहे.
लक्ष्य नसलेल्या जलचर प्रजातींवर फिप्रोनिलचे प्रतिकूल परिणाम चांगल्या प्रकारे नोंदवले गेले आहेत (15, 21, 24, 25, 32, 33), परंतु हा पहिला अभ्यास आहे ज्यामध्ये ते नियंत्रित प्रयोगशाळेच्या वातावरणात संवेदनशील आहे.टॅक्साचे समुदाय फिप्रोनिल संयुगेच्या संपर्कात आले होते आणि त्याचे परिणाम महाद्वीपीय प्रमाणात एक्स्पोलेट केले गेले होते.30-दिवसांच्या मेसोकोस्मिक प्रयोगाचे परिणाम 15 वेगळ्या जलीय कीटकांचे गट (टेबल S1) तयार करू शकतात ज्यामध्ये साहित्यात एकाग्रतेची नोंद केली जात नाही, ज्यामध्ये विषारीपणाच्या डेटाबेसमधील जलीय कीटकांचे कमी प्रतिनिधित्व केले जाते (53, 54).टॅक्सा-विशिष्ट डोस-प्रतिसाद वक्र (जसे की EC50) समुदाय-स्तरीय बदलांमध्ये परावर्तित होतात (जसे की टॅक्सा समृद्धता आणि भरपूर प्रमाणात नुकसान होऊ शकते) आणि कार्यात्मक बदल (जसे की पौष्टिक कॅस्केड आणि देखावा बदल).मेसोस्कोपिक ब्रह्मांडाचा प्रभाव फील्डवर एक्सट्रापोलेट करण्यात आला.युनायटेड स्टेट्समधील पाच पैकी चार संशोधन क्षेत्रांमध्ये, फील्ड-मापन केलेल्या फिप्रोनिल एकाग्रतेचा प्रवाही पाण्यातील जलीय परिसंस्थेच्या घटाशी संबंध होता.
मध्यम झिल्ली प्रयोगातील 95% प्रजातींच्या HC5 मूल्याचा संरक्षणात्मक प्रभाव आहे, हे दर्शविते की एकूण जलचर अपृष्ठवंशी समुदाय पूर्वी समजल्या गेलेल्या फिप्रोनिल संयुगांसाठी अधिक संवेदनशील आहेत.प्राप्त केलेले HC5 मूल्य (फ्लोरफेनिब, 4.56 एनजी/लिटर; डेसल्फोक्सिरेन, 3.55 एनजी/लिटर; सल्फोन, 2.86 एनजी/लीटर; सल्फाइड, 3.52 एनजी/लिटर) हे अनेक पट (फ्लोरफेनिब) ते तीन पट जास्त आहे ) वर्तमान EPA क्रॉनिक इनव्हर्टेब्रेट बेंचमार्कच्या खाली [फिप्रोनिल, 11 एनजी/लिटर;desulfinyl, 10,310 ng/liter;सल्फोन, 37 एनजी/लिटर;आणि सल्फाइड, 110 एनजी/लिटर (8)].मेसोस्कोपिक प्रयोगांनी EPA क्रॉनिक इनव्हर्टेब्रेट बेंचमार्क द्वारे दर्शविलेल्या ऐवजी फिप्रोनिलसाठी संवेदनशील असलेले अनेक गट ओळखले (4 गट जे फिप्रोनिलसाठी अधिक संवेदनशील आहेत, डेसल्फिनिलच्या 13 जोड्या, सल्फोनच्या 11 जोड्या आणि 13 जोड्या) सल्फाइड संवेदनशीलता) (आकृती 4 आणि टेबल) S1).हे दर्शविते की बेंचमार्क अनेक प्रजातींचे संरक्षण करू शकत नाहीत ज्या मध्यम जगात देखील पाळल्या जातात, ज्या जलीय परिसंस्थांमध्ये देखील व्यापक आहेत.आमचे निकाल आणि सध्याच्या बेंचमार्कमधील फरक मुख्यत्वे जलीय कीटक टॅक्साच्या श्रेणीला लागू असलेल्या फिप्रोनिल विषारीपणा चाचणी डेटाच्या अभावामुळे आहे, विशेषत: जेव्हा एक्सपोजरची वेळ 4 दिवसांपेक्षा जास्त असते आणि फिप्रोनिल कमी होतो.30-दिवसांच्या मेसोकॉस्मिक प्रयोगादरम्यान, इनव्हर्टेब्रेट समुदायातील बहुतेक कीटक ऍझटेक (क्रस्टेशियन) सामान्य चाचणी जीवापेक्षा फिप्रोनिलसाठी अधिक संवेदनशील होते, अझ्टेक दुरुस्त केल्यानंतरही तेईकेचे EC50 तीव्र परिवर्तनानंतर सारखेच बनवते.(सामान्यतः 96 तास) ते क्रॉनिक एक्सपोजर वेळ (आकृती S7).चिरोनोमस डायल्युटस (एक कीटक) चा मानक चाचणी जीव वापरून मध्यम झिल्लीचा प्रयोग आणि ECOTOX मध्ये नोंदवलेला अभ्यास यांच्यात अधिक चांगले एकमत झाले.हे आश्चर्यकारक नाही की जलीय कीटक कीटकनाशकांना विशेषतः संवेदनशील असतात.एक्सपोजर वेळ समायोजित न करता, मेसो-स्केल प्रयोग आणि ECOTOX डेटाबेसच्या सर्वसमावेशक डेटावरून असे दिसून आले आहे की अनेक टॅक्सा पातळ केलेल्या क्लोस्ट्रिडियम (आकृती S6) पेक्षा फिप्रोनिल संयुगेसाठी अधिक संवेदनशील असल्याचे दिसून आले.तथापि, एक्सपोजर वेळ समायोजित करून, डायल्यूशन क्लोस्ट्रिडियम हे फिप्रोनिल (पालक) आणि सल्फाइडसाठी सर्वात संवेदनशील जीव आहे, जरी ते सल्फोन (आकृती S7) साठी संवेदनशील नसले तरी.हे परिणाम जलीय जीवांचे संरक्षण करू शकतील अशा वास्तविक कीटकनाशक सांद्रता निर्माण करण्यासाठी अनेक प्रकारच्या जलीय जीवांचा (एकाधिक कीटकांसह) समावेश करण्याचे महत्त्व स्पष्ट करतात.
SSD पद्धत दुर्मिळ किंवा असंवेदनशील टॅक्साचे संरक्षण करू शकते ज्याचा EC50 निर्धारित केला जाऊ शकत नाही, जसे की सिनिग्मुला sp., Isoperla fulva आणि Brachycentrus americanus.टॅक्सा विपुलतेची EC50 मुल्ये आणि सामुदायिक रचनेतील बदल प्रतिबिंबित करणारे विपुलतेचे उड्डाण करणारे मूल्य फिप्रोनिल, सल्फोन आणि सल्फाइडच्या SSD च्या HC50 मूल्यांशी सुसंगत आहेत.प्रोटोकॉल खालील कल्पनेला समर्थन देतो: थ्रेशोल्ड मिळवण्यासाठी वापरण्यात येणारी SSD पद्धत समुदायातील दुर्मिळ किंवा असंवेदनशील टॅक्सासह संपूर्ण समुदायाचे संरक्षण करू शकते.फक्त काही टॅक्स किंवा असंवेदनशील टॅक्साच्या आधारे SSDs वरून निर्धारित केलेल्या जलीय जीवांचा उंबरठा जलीय परिसंस्थांचे संरक्षण करण्यासाठी खूप अपुरा असू शकतो.हे डिसल्फिनाइल (आकृती S6B) साठी आहे.ECOTOX डेटाबेसमध्ये डेटाच्या कमतरतेमुळे, EPA क्रॉनिक इनव्हर्टेब्रेट बेसलाइन एकाग्रता 10,310 ng/L आहे, जी HC5 च्या 3.55 ng/L पेक्षा चार ऑर्डर जास्त आहे.मेसोस्कोपिक प्रयोगांमध्ये तयार केलेल्या वेगवेगळ्या टॅक्सॉन प्रतिसाद सेटचे परिणाम.विषाक्तता डेटाची कमतरता विशेषतः खराब होण्यायोग्य संयुगे (आकृती S6) साठी समस्याप्रधान आहे, जे स्पष्ट करू शकते की सल्फोन आणि सल्फाइडसाठी विद्यमान जलीय जैविक बेंचमार्क चायना युनिव्हर्सवर आधारित SSD HC5 मूल्यापेक्षा 15 ते 30 पट कमी संवेदनशील का आहेत.मध्यम झिल्ली पद्धतीचा फायदा असा आहे की एकाच प्रयोगात एकाधिक EC50 मूल्ये निर्धारित केली जाऊ शकतात, जी संपूर्ण SSD (उदाहरणार्थ, desulfinyl; Figure 4B आणि Figures S6B आणि S7B) तयार करण्यासाठी पुरेशी आहे आणि त्याचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव आहे. संरक्षित परिसंस्थेच्या नैसर्गिक करावर अनेक प्रतिसाद.
मेसोस्कोपिक प्रयोग दर्शवितात की फिप्रोनिल आणि त्याच्या अधोगती उत्पादनांचे सामुदायिक कार्यावर स्पष्ट सूक्ष्म आणि अप्रत्यक्ष प्रतिकूल परिणाम होऊ शकतात.मेसोस्कोपिक प्रयोगात, पाचही फिप्रोनिल संयुगे कीटकांच्या उदयावर परिणाम करत असल्याचे दिसून आले.सर्वोच्च आणि सर्वात कमी सांद्रता (व्यक्तिगत उदयास प्रतिबंध आणि उत्तेजन किंवा उदय वेळेत बदल) यांच्यातील तुलनाचे परिणाम कीटकनाशक बायफेन्थ्रीन (२९) वापरून मेसो प्रयोगांच्या पूर्वी नोंदवलेल्या परिणामांशी सुसंगत आहेत.प्रौढांचा उदय महत्त्वपूर्ण पर्यावरणीय कार्ये प्रदान करतो आणि फिप्रोनिल (55, 56) सारख्या प्रदूषकांद्वारे बदलला जाऊ शकतो.एकाच वेळी उद्भवणे हे केवळ कीटकांच्या पुनरुत्पादनासाठी आणि लोकसंख्येच्या स्थिरतेसाठीच नाही तर प्रौढ कीटकांच्या पुरवठ्यासाठी देखील महत्त्वाचे आहे, ज्याचा वापर जलीय आणि स्थलीय प्राण्यांसाठी अन्न म्हणून केला जाऊ शकतो (56).रोपांच्या उदयास प्रतिबंध केल्याने जलीय परिसंस्था आणि रिपेरियन परिसंस्था यांच्यातील अन्न विनिमयावर विपरित परिणाम होऊ शकतो आणि जलीय प्रदूषकांचे परिणाम स्थलीय परिसंस्थांमध्ये पसरू शकतात (55, 56).मेसो-स्केल प्रयोगात स्क्रॅपर्स (शैवाल खाणारे कीटक) च्या विपुलतेत घट झाल्यामुळे एकपेशीय वनस्पतींच्या वापरामध्ये घट झाली, ज्यामुळे क्लोरोफिल ए (आकृती 3) मध्ये वाढ झाली.हा ट्रॉफिक कॅस्केड द्रव अन्न जाळ्यातील कार्बन आणि नायट्रोजन प्रवाह बदलतो, बेंथिक समुदायांवर पायरेथ्रॉइड बायफेन्थ्रीनच्या परिणामांचे मूल्यांकन केलेल्या अभ्यासाप्रमाणेच (२९).म्हणून, फिप्रोनिल आणि त्याची ऱ्हास करणारी उत्पादने, पायरेथ्रॉइड्स आणि कदाचित इतर प्रकारचे कीटकनाशके यांसारखी फिनिलपायराझोल्स, अप्रत्यक्षपणे अल्गल बायोमास वाढण्यास आणि लहान प्रवाहांमध्ये कार्बन आणि नायट्रोजनच्या गोंधळाला प्रोत्साहन देऊ शकतात.इतर प्रभाव जलीय आणि स्थलीय परिसंस्थांमधील कार्बन आणि नायट्रोजन चक्रांच्या नाशापर्यंत वाढू शकतात.
मध्यम झिल्ली चाचणीतून मिळालेल्या माहितीने आम्हाला युनायटेड स्टेट्सच्या पाच प्रदेशांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केलेल्या फील्ड अभ्यासामध्ये मोजलेल्या फिप्रोनिल कंपाऊंड एकाग्रतेच्या पर्यावरणीय प्रासंगिकतेचे मूल्यांकन करण्याची परवानगी दिली.444 लहान प्रवाहांमध्ये, एक किंवा अधिक फिप्रोनिल संयुगे (सरासरी 4 आठवड्यांपेक्षा जास्त) च्या सरासरी एकाग्रतेच्या 17% ने मीडिया चाचणीतून मिळवलेल्या HC5 मूल्यापेक्षा जास्त आहे.मोजलेल्या फिप्रोनिल कंपाऊंड एकाग्रतेला विषाक्तता-संबंधित निर्देशांकात रूपांतरित करण्यासाठी मेसो-स्केल प्रयोगातील SSD वापरा, म्हणजे, विषाक्तता युनिट्सची बेरीज (ΣTUFipronils).1 चे मूल्य विषाक्तता दर्शवते किंवा फिप्रोनिल कंपाऊंडचे एकत्रित प्रदर्शन 95% किमतीच्या ज्ञात संरक्षण प्रजातींपेक्षा जास्त आहे.पाच पैकी चार क्षेत्रांमधील ΣTUFipronil आणि इनव्हर्टेब्रेट कम्युनिटी हेल्थ इंडिकेटर SPEAR कीटकनाशके यांच्यातील महत्त्वाचा संबंध असे सूचित करतो की फिप्रोनिल युनायटेड स्टेट्सच्या अनेक प्रदेशांमधील नद्यांमधील बेंथिक इनव्हर्टेब्रेट समुदायांवर विपरित परिणाम करू शकतो.हे परिणाम Wolfram et al च्या गृहीतकाला समर्थन देतात.(३) युनायटेड स्टेट्समधील पृष्ठभागावरील पाण्यामध्ये फेनपायराझोल कीटकनाशकांचा धोका पूर्णपणे समजलेला नाही कारण जलीय कीटकांवर होणारा परिणाम सध्याच्या नियामक उंबरठ्याच्या खाली होतो.
विषारी पातळीपेक्षा जास्त फिप्रोनिल सामग्री असलेले बहुतेक प्रवाह तुलनेने शहरीकरण झालेल्या आग्नेय प्रदेशात आहेत (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).क्षेत्राच्या मागील मूल्यांकनाने केवळ असा निष्कर्ष काढला नाही की खाडीतील इनव्हर्टेब्रेट समुदायाच्या संरचनेवर फिप्रोनिल हा मुख्य ताण आहे, परंतु कमी विरघळणारा ऑक्सिजन, वाढलेली पोषक तत्वे, प्रवाह बदल, निवासस्थानाचा ऱ्हास, आणि इतर कीटकनाशके आणि प्रदूषक श्रेणी ही एक महत्त्वाची घटक आहे. तणावाचा स्रोत (57).ताणतणावांचे हे मिश्रण "शहरी नदी सिंड्रोम" शी सुसंगत आहे, जे शहरी जमिनीच्या वापराच्या संबंधात सामान्यतः आढळलेल्या नदी परिसंस्थेचे ऱ्हास आहे (58, 59).आग्नेय प्रदेशात शहरी जमिनीच्या वापराची चिन्हे वाढत आहेत आणि त्या प्रदेशाची लोकसंख्या वाढत असताना त्यात वाढ होण्याची अपेक्षा आहे.भविष्यातील शहरी विकास आणि शहरी भागावर कीटकनाशकांचा प्रभाव वाढण्याची अपेक्षा आहे (4).शहरीकरण आणि फिप्रोनिलचा वापर वाढत राहिल्यास, शहरांमध्ये या कीटकनाशकाचा वापर प्रवाह समुदायांवर वाढत्या प्रमाणात परिणाम करू शकतो.जरी मेटा-विश्लेषणाने असा निष्कर्ष काढला आहे की कृषी कीटकनाशकांच्या वापरामुळे जागतिक प्रवाहाच्या परिसंस्थेला धोका आहे (2, 60), आम्ही असे गृहीत धरतो की हे मूल्यांकन शहरी वापर वगळून कीटकनाशकांच्या एकूण जागतिक प्रभावाला कमी लेखतात.
कीटकनाशकांसह विविध ताणतणाव, विकसित पाणलोट क्षेत्रांमध्ये (शहरी, शेती आणि मिश्रित जमीन वापर) मॅक्रोइनव्हर्टेब्रेट समुदायांवर परिणाम करू शकतात आणि ते जमिनीच्या वापराशी संबंधित असू शकतात (58, 59, 61).या अभ्यासात गोंधळात टाकणाऱ्या घटकांचा प्रभाव कमी करण्यासाठी SPEAR कीटकनाशके निर्देशक आणि जलीय जीव-विशिष्ट फिप्रोनिल विषारीपणाची वैशिष्ट्ये वापरली असली तरी, SPEAR कीटकनाशक निर्देशकाच्या कार्यक्षमतेवर निवासस्थानाच्या ऱ्हासामुळे परिणाम होऊ शकतो आणि फिप्रोनिलची तुलना इतर कीटकनाशकांशी केली जाऊ शकते (4,7 ५१, ५७).तथापि, पहिल्या दोन प्रादेशिक अभ्यासातून (मध्यपश्चिम आणि दक्षिणपूर्व) फील्ड मोजमाप वापरून विकसित केलेल्या एकाधिक तणाव मॉडेलने हे दर्शविले आहे की कीटकनाशके नद्यांच्या वेडिंगमधील मॅक्रोइनव्हर्टेब्रेट समुदाय परिस्थितीसाठी एक महत्त्वाचा अपस्ट्रीम ताण आहे.या मॉडेल्समध्ये, महत्त्वाच्या स्पष्टीकरणात्मक चलांमध्ये कीटकनाशके (विशेषत: बायफेन्थ्रिन), पोषक तत्वे आणि मध्यपश्चिममधील बहुतांश कृषी प्रवाहांमधील निवासस्थानाची वैशिष्ट्ये आणि आग्नेय भागातील बहुतांश शहरांमध्ये कीटकनाशके (विशेषतः फिप्रोनिल) यांचा समावेश होतो.ऑक्सिजन, पोषक आणि प्रवाहातील बदल (61, 62).म्हणून, जरी प्रादेशिक अभ्यासांनी प्रतिसाद संकेतकांवर गैर-कीटकनाशक तणावाचा प्रभाव संबोधित करण्याचा प्रयत्न केला आणि फिप्रोनिलच्या प्रभावाचे वर्णन करण्यासाठी भविष्यसूचक निर्देशक समायोजित करण्याचा प्रयत्न केला, तरी या सर्वेक्षणाचे क्षेत्र परिणाम फिप्रोनिलच्या दृष्टिकोनाचे समर्थन करतात.) अमेरिकन नद्यांमध्ये, विशेषत: दक्षिणपूर्व युनायटेड स्टेट्समधील दाबांचे सर्वात प्रभावशाली स्त्रोत मानले जावे.
पर्यावरणातील कीटकनाशकांच्या ऱ्हासाची घटना क्वचितच नोंदवली गेली आहे, परंतु जलचर जीवांना होणारा धोका मूळ शरीरापेक्षा अधिक हानिकारक असू शकतो.फिप्रोनिलच्या बाबतीत, फील्ड स्टडीज आणि मेसो-स्केल प्रयोगांवरून असे दिसून आले आहे की ऱ्हास उत्पादने नमुने घेतलेल्या प्रवाहांमध्ये मूळ शरीराप्रमाणेच सामान्य आहेत आणि समान किंवा जास्त विषारीपणा आहे (तक्ता 1).मध्यम पडद्याच्या प्रयोगात, फ्लोरोबेन्झोनिट्रिल सल्फोन हे कीटकनाशक विघटन उत्पादनांमध्ये सर्वात विषारी होते आणि ते मूळ संयुगापेक्षा जास्त विषारी होते आणि ते मूळ संयुगाच्या वारंवारतेवर देखील आढळले.जर फक्त मूळ कीटकनाशके मोजली गेली, तर संभाव्य विषाक्तता घटना लक्षात येऊ शकत नाही आणि कीटकनाशकांच्या ऱ्हास दरम्यान विषाच्या माहितीचा सापेक्ष अभाव म्हणजे त्यांच्या घटना आणि परिणामांकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.उदाहरणार्थ, डिग्रेडेशन उत्पादनांच्या विषाक्ततेबद्दल माहितीच्या अभावामुळे, स्विस प्रवाहातील कीटकनाशकांचे सर्वसमावेशक मूल्यांकन केले गेले, ज्यामध्ये 134 कीटकनाशक उत्पादनांचा समावेश होता आणि त्याच्या इकोटॉक्सिकोलॉजिकल जोखीम मूल्यांकनामध्ये केवळ मूळ कंपाऊंडला मूळ संयुग मानले गेले.
या पर्यावरणीय जोखीम मूल्यांकनाचे परिणाम असे सूचित करतात की फिप्रोनिल संयुगे नदीच्या आरोग्यावर प्रतिकूल परिणाम करतात, म्हणून हे वाजवीपणे अनुमान काढले जाऊ शकते की जेथे फिप्रोनिल संयुगे HC5 पातळी ओलांडतात तेथे कुठेही प्रतिकूल परिणाम दिसून येतात.मेसोस्कोपिक प्रयोगांचे परिणाम स्थानापेक्षा स्वतंत्र आहेत, हे दर्शविते की अनेक प्रवाहाच्या टॅक्सामध्ये फिप्रोनिल आणि त्याच्या अधोगती उत्पादनांची एकाग्रता पूर्वी नोंदवलेल्यापेक्षा खूपच कमी आहे.आमचा असा विश्वास आहे की हा शोध कोठेही मूळ प्रवाहांमधील प्रोटोबायोटापर्यंत वाढविला जाण्याची शक्यता आहे.मेसो-स्केल प्रयोगाचे परिणाम मोठ्या प्रमाणात क्षेत्रीय अभ्यासांवर लागू केले गेले (444 लहान प्रवाह युनायटेड स्टेट्समधील पाच प्रमुख प्रदेशांमध्ये शहरी, शेती आणि जमीन मिश्रित वापर) आणि असे आढळून आले की अनेक प्रवाहांची एकाग्रता जेथे फिप्रोनिल आढळले होते ते अपेक्षित आहे परिणामी विषारीपणा असे सूचित करते की हे परिणाम इतर देशांपर्यंत वाढू शकतात जेथे फिप्रोनिल वापरले जाते.अहवालानुसार, जपान, यूके आणि यूएस (7) मध्ये Fipronil वापरणाऱ्यांची संख्या वाढत आहे.Fipronil ऑस्ट्रेलिया, दक्षिण अमेरिका आणि आफ्रिका (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208) सह जवळजवळ प्रत्येक खंडात उपस्थित आहे.येथे सादर केलेल्या मेसो-टू-फील्ड अभ्यासाचे परिणाम सूचित करतात की फिप्रोनिलचा वापर जागतिक स्तरावर पर्यावरणीय महत्त्व असू शकतो.
या लेखासाठी पूरक सामग्रीसाठी, कृपया http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1 पहा
क्रिएटिव्ह कॉमन्स ॲट्रिब्युशन-नॉन-कमर्शियल लायसन्सच्या अटींनुसार वितरीत केलेला हा खुला प्रवेश लेख आहे, जो कोणत्याही माध्यमात वापर, वितरण आणि पुनरुत्पादन करण्यास परवानगी देतो, जोपर्यंत अंतिम वापर व्यावसायिक फायद्यासाठी होत नाही आणि आधार असा आहे की मूळ काम बरोबर आहे.संदर्भ.
टीप: आम्ही तुम्हाला तुमचा ईमेल ॲड्रेस प्रदान करण्यास सांगतो जेणेकरुन तुम्ही पृष्ठावर शिफारस करणाऱ्या व्यक्तीने ईमेल पहावे असे तुम्हाला कळेल आणि ते स्पॅम नाही.आम्ही कोणतेही ईमेल पत्ते कॅप्चर करणार नाही.
हा प्रश्न तुम्ही अभ्यागत आहात की नाही हे तपासण्यासाठी आणि स्वयंचलित स्पॅम सबमिशन रोखण्यासाठी वापरला जातो.
जेनेट एल. मिलर, ट्रॅव्हिस एस. श्मिट, पीटर सी. व्हॅन मीटर, बार्बरा महलर ( बार्बरा जे. महलर, मार्क डब्ल्यू. सँडस्ट्रॉम, लिसा एच. नोवेल, डॅरेन एम. कार्लिस्ले, पॅट्रिक डब्ल्यू. मोरान
अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अमेरिकन प्रवाहांमध्ये वारंवार आढळणारी सामान्य कीटकनाशके पूर्वीच्या विचारापेक्षा जास्त विषारी असतात.
जेनेट एल. मिलर, ट्रॅव्हिस एस. श्मिट, पीटर सी. व्हॅन मीटर, बार्बरा महलर ( बार्बरा जे. महलर, मार्क डब्ल्यू. सँडस्ट्रॉम, लिसा एच. नोवेल, डॅरेन एम. कार्लिस्ले, पॅट्रिक डब्ल्यू. मोरान
अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अमेरिकन प्रवाहांमध्ये वारंवार आढळणारी सामान्य कीटकनाशके पूर्वीच्या विचारापेक्षा जास्त विषारी असतात.
©2021 अमेरिकन असोसिएशन फॉर द ॲडव्हान्समेंट ऑफ सायन्स.सर्व हक्क राखीव.AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef आणि COUNTER चे भागीदार आहे.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.