धाराहरूमा कीटनाशकहरू बढ्दो रूपमा विश्वव्यापी चिन्ताको विषय बन्दै गएका छन्, तर जलीय पारिस्थितिक प्रणालीहरूको सुरक्षित एकाग्रताको बारेमा थोरै जानकारी छ।30-दिनको मेसोकोस्मिक प्रयोगमा, नेटिभ बेन्थिक एक्वाटिक इन्भर्टेब्रेटहरू सामान्य कीटनाशक फिप्रोनिल र चार प्रकारका गिरावट उत्पादनहरूको सम्पर्कमा आए।फिप्रोनिल यौगिकले उद्भव र ट्रफिक क्यास्केडमा परिवर्तनहरू निम्त्यायो।प्रभावकारी एकाग्रता (EC50) जसमा fipronil र यसको सल्फाइड, सल्फोन र desulfinyl degradation उत्पादनहरूले 50% प्रतिक्रिया दिन्छ।Taxanes fipronil को लागी संवेदनशील छैन।15 मेसोकोस्मिक EC50 मानहरूबाट प्रभावित प्रजातिहरूको 5% को जोखिम एकाग्रता क्षेत्र नमूनामा फिप्रोनिलको मिश्रित एकाग्रतालाई विषाक्त एकाइहरू (∑TUFipronils) को योगमा रूपान्तरण गर्न प्रयोग गरिन्छ।पाँच क्षेत्रीय अध्ययनहरूबाट निकालिएका स्ट्रिमहरूको 16% मा, औसत ∑TUFipronil 1 (विषाक्तता सङ्केत गर्ने) नाघ्यो।जोखिममा रहेका प्रजातिहरूको इन्भर्टेब्रेट सूचकहरू पाँचवटा नमूना क्षेत्रहरू मध्ये चारमा TUTUipronil सँग नकारात्मक रूपमा सम्बद्ध छन्।यो पारिस्थितिक जोखिम मूल्याङ्कनले देखाउँछ कि फिप्रोनिल यौगिकहरूको कम सांद्रताले संयुक्त राज्यका धेरै भागहरूमा स्ट्रिम समुदायहरूलाई कम गर्नेछ।
यद्यपि हालका दशकहरूमा सिंथेटिक रसायनहरूको उत्पादन धेरै बढेको छ, गैर-लक्ष्य पारिस्थितिकी तंत्रहरूमा यी रसायनहरूको प्रभाव पूर्ण रूपमा बुझ्न सकिएको छैन (१)।सतहको पानीमा जहाँ विश्वव्यापी खेतीयोग्य जमिनको ९०% नष्ट हुन्छ, त्यहाँ कृषि कीटनाशकहरूको कुनै डाटा छैन, तर जहाँ डाटाहरू छन्, त्यहाँ कीटनाशकहरूले नियामक थ्रेसहोल्डहरू नाघ्ने समय आधा (२) छ।संयुक्त राज्य अमेरिकाको सतहको पानीमा कृषि कीटनाशकहरूको मेटा-विश्लेषणले ७०% नमूना स्थानहरूमा, कम्तिमा एउटा कीटनाशक नियामक थ्रेसहोल्ड (३) नाघेको फेला पारेको छ।यद्यपि, यी मेटा-विश्लेषणहरू (2, 3) केवल कृषि भूमि प्रयोगबाट प्रभावित सतहको पानीमा केन्द्रित छन्, र छुट्टै अध्ययनहरूको सारांश हो।कीटनाशकहरू, विशेष गरी कीटनाशकहरू, शहरी परिदृश्य जल निकासीमा उच्च सांद्रतामा पनि अवस्थित छन् (4)।कृषि र शहरी परिदृश्यबाट निस्कने सतहको पानीमा कीटनाशकहरूको व्यापक मूल्याङ्कन गर्न दुर्लभ छ;तसर्थ, यो थाहा छैन कि कीटनाशकहरूले सतही जल स्रोतहरू र तिनीहरूको पारिस्थितिक अखण्डतामा ठूलो मात्रामा खतरा पैदा गर्दछ।
बेन्जोपाइराजोल र नियोनिकोटिनोइड्सले सन् २०१० मा विश्वव्यापी कीटनाशक बजारको एक तिहाइ हिस्सा ओगटेको थियो (५)।संयुक्त राज्य अमेरिकाको सतहको पानीमा, फिप्रोनिल र यसको क्षरण उत्पादनहरू (फेनिलपाइराजोल) सबैभन्दा सामान्य कीटनाशक यौगिकहरू हुन्, र तिनीहरूको सांद्रता सामान्यतया जलीय मापदण्डहरू (6-8) भन्दा बढी हुन्छ।यद्यपि नियोनिकोटिनोइड्सले माहुरी र चराहरूमा तिनीहरूको प्रभाव र तिनीहरूको प्रचलन (9) को कारणले ध्यान आकर्षित गरेको छ, फिप्रोनिल माछा र चराहरू (10) को लागी अधिक विषाक्त छ, जबकि अन्य phenylpyrazoles वर्ग यौगिकहरु जडिबुटी प्रभावहरु छन् (5)।फिप्रोनिल एक प्रणालीगत कीटनाशक हो जुन सहरी र कृषि वातावरणमा कीराहरू नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।सन् १९९३ मा फिप्रोनिलले विश्व बजारमा प्रवेश गरेदेखि संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान र युनाइटेड किंगडममा फिप्रोनिलको प्रयोग निकै बढेको छ (५)।संयुक्त राज्यमा, फिप्रोनिल कमिला र दीमक नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ, र मकै (बीउ उपचार सहित), आलु र बगैचा (11, 12) सहित बालीहरूमा प्रयोग गरिन्छ।संयुक्त राज्यमा फिप्रोनिलको कृषि प्रयोग 2002 (13) मा चरम भयो।यद्यपि कुनै राष्ट्रिय सहरी प्रयोग डेटा उपलब्ध छैन, क्यालिफोर्नियामा शहरी प्रयोग 2006 र 2015 मा उचाइमा पुग्यो (https://calpip.cdpr.ca).gov/main .cfm, डिसेम्बर 2, 2019 मा पहुँच गरियो)।यद्यपि फिप्रोनिलको उच्च सांद्रता (6.41μg/L) केही कृषि क्षेत्रहरूमा उच्च आवेदन दरहरू (14) स्ट्रिमहरूमा पाइन्छ, कृषि स्ट्रिमहरूको तुलनामा, संयुक्त राज्य अमेरिकामा शहरी स्ट्रिमहरूमा सामान्यतया अधिक पत्ता लगाउने र उच्च उच्च सांद्रता, सकारात्मक आँधीको घटना परीक्षणसँग सम्बन्धित छ (6, 7, 14-17)।
फिप्रोनिलले बग्ने जलीय पारिस्थितिक प्रणालीमा प्रवेश गर्छ वा माटोबाट स्ट्रिममा लीच गर्दछ (7, 14, 18)।फिप्रोनिलमा कम अस्थिरता छ (हेनरीको नियम स्थिर 2.31×10-4 Pa m3 mol-1), कम देखि मध्यम पानी घुलनशीलता (3.78 mg/l 20° C मा), र मध्यम हाइड्रोफोबिसिटी (log Kow 3.9 देखि 4.1)), माटोमा गतिशीलता धेरै सानो छ (लग कोक 2.6 देखि 3.1 हो) (12, 19), र यसले वातावरणमा कम-देखि-मध्यम स्थिरता प्रदर्शन गर्दछ (20)।Finazepril फोटोलोसिस, अक्सिडेशन, pH-निर्भर हाइड्रोलिसिस र कमी द्वारा अपमानित छ, चार मुख्य गिरावट उत्पादनहरु को गठन: dessulfoxyphenapril (न सल्फोक्साइड), phenaprenip sulfone (सल्फोन), Filofenamide (amide) र filofenib सल्फाइड (सल्फाइड)।फिप्रोनिल डिग्रेडेसन उत्पादनहरू अभिभावक कम्पाउन्ड (21, 22) भन्दा बढी स्थिर र टिकाऊ हुन्छन्।
फिप्रोनिलको विषाक्तता र गैर-लक्षित प्रजातिहरू (जस्तै जलीय इन्भर्टेब्रेट्स) मा यसको गिरावट राम्रोसँग दस्तावेज गरिएको छ (14, 15)।फिप्रोनिल एक न्यूरोटोक्सिक यौगिक हो जसले कीराहरूमा गामा-एमिनोब्युटिरिक एसिड द्वारा विनियमित क्लोराइड च्यानल मार्फत क्लोराइड आयन मार्गमा हस्तक्षेप गर्दछ, परिणामस्वरूप अत्यधिक उत्तेजना र मृत्युको कारण पर्याप्त एकाग्रता हुन्छ (20)।Fipronil चुनिंदा विषाक्त छ, त्यसैले यसमा स्तनधारी प्राणीहरू भन्दा कीराहरूको लागि ठूलो रिसेप्टर बाध्यकारी आत्मीयता छ (23)।फिप्रोनिल डिग्रेडेसन उत्पादनहरूको कीटनाशक गतिविधि फरक छ।ताजा पानीको इन्भर्टेब्रेट्समा सल्फोन र सल्फाइडको विषाक्तता अभिभावक यौगिकको भन्दा समान वा बढी हुन्छ।Desulfinyl मा मध्यम विषाक्तता छ तर अभिभावक यौगिक भन्दा कम विषाक्त छ।तुलनात्मक रूपमा गैर-विषाक्त (23, 24)।फिप्रोनिल र फिप्रोनिल डिग्रेडेसनमा जलीय इन्भर्टेब्रेट्सको संवेदनशीलता ट्याक्सा (१५) भित्र र बीचमा धेरै फरक हुन्छ, र केही अवस्थामा परिमाण (२५) को अर्डरभन्दा पनि बढी हुन्छ।अन्तमा, त्यहाँ प्रमाण छ कि phenylpyrazoles पहिले सोचेको भन्दा पारिस्थितिकी तंत्र को लागी अधिक विषाक्त छन् (3)।
प्रयोगशाला विषाक्तता परीक्षणमा आधारित जलीय जैविक बेन्चमार्कहरूले क्षेत्र जनसंख्याको जोखिमलाई कम आँकलन गर्न सक्छ (26-28)।जलीय मापदण्डहरू सामान्यतया एक वा धेरै जलीय इन्भर्टेब्रेट प्रजातिहरू प्रयोग गरेर एकल-प्रजाति प्रयोगशाला विषाक्तता परीक्षणद्वारा स्थापित गरिन्छ (उदाहरणका लागि, डिप्टेरा: चिरोनोमिडे: चिरोनोमस र क्रस्टेसिया: डाफ्निया म्याग्ना र हाइलेला एजटेका)।यी परीक्षण जीवहरू सामान्यतया अन्य बेन्थिक म्याक्रोइन्भर्टिब्रेट्स (उदाहरणका लागि, phe genus::) भन्दा खेती गर्न सजिलो हुन्छ, र केही अवस्थामा प्रदूषकहरूप्रति कम संवेदनशील हुन्छन्।उदाहरण को लागी, D. Magna केहि कीराहरु को तुलना मा धेरै धातुहरु को लागी कम संवेदनशील छ, जबकि A. zteca पाइरेथ्रोइड कीटनाशक बिफेन्थ्रिन को लागी यसको संवेदनशीलता को तुलना मा कम संवेदनशील छ (29, 30)।अवस्थित बेन्चमार्कहरूको अर्को सीमा गणनामा प्रयोग हुने अन्तिम बिन्दुहरू हुन्।तीव्र बेन्चमार्कहरू मृत्युदरमा आधारित हुन्छन् (वा क्रस्टेसियनहरूका लागि निश्चित हुन्छन्), जबकि पुरानो बेन्चमार्कहरू प्रायः सबलेथल एन्डपोइन्टहरू (जस्तै वृद्धि र प्रजनन) (यदि कुनै हो भने) मा आधारित हुन्छन्।यद्यपि, त्यहाँ व्यापक सूक्ष्म प्रभावहरू छन्, जस्तै वृद्धि, उदय, पक्षाघात, र विकास ढिलाइ, जसले कर र सामुदायिक गतिशीलताको सफलतालाई असर गर्न सक्छ।नतिजाको रूपमा, यद्यपि बेन्चमार्कले प्रभावको जैविक महत्त्वको लागि पृष्ठभूमि प्रदान गर्दछ, विषाक्तताको लागि थ्रेसहोल्डको रूपमा पारिस्थितिक प्रासंगिकता अनिश्चित छ।
बेन्थिक एक्वाटिक इकोसिस्टम (इन्भर्टेब्रेट्स र शैवाल) मा फिप्रोनिल यौगिकहरूको प्रभावलाई अझ राम्ररी बुझ्नको लागि, प्राकृतिक बेन्थिक समुदायहरूलाई प्रयोगशालामा ल्याइयो र 30-दिनको प्रवाह फिप्रोनिल वा चार फिप्रोनिल डिग्रेडेसन प्रयोगहरूमा एकाग्रता ढाँचामा उजागर गरियो।अनुसन्धान लक्ष्य भनेको नदी समुदायको फराकिलो ट्याक्सा प्रतिनिधित्व गर्ने प्रत्येक फिप्रोनिल कम्पाउन्डको लागि प्रजाति-विशिष्ट 50% प्रभाव एकाग्रता (EC50 मान) उत्पादन गर्नु हो, र सामुदायिक संरचना र कार्यमा प्रदूषकहरूको प्रभाव निर्धारण गर्न [अर्थात्, खतरा एकाग्रता] 5 प्रभावित प्रजातिहरूको % (HC5) र अप्रत्यक्ष प्रभावहरू जस्तै बदलिएको उदय र ट्रफिक गतिशीलता]।त्यसपछि मेसोस्कोपिक प्रयोगबाट प्राप्त थ्रेसहोल्ड (कम्पाउन्ड-विशिष्ट HC5 मान) संयुक्त राज्य अमेरिकाका पाँच क्षेत्रहरू (उत्तरपूर्व, दक्षिणपूर्व, मध्यपश्चिम, उत्तरपश्चिम प्रशान्त, र मध्य क्यालिफोर्निया) बाट संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (USGS) द्वारा सङ्कलन गरिएको क्षेत्रमा लागू गरियो। तटीय क्षेत्र) डाटा) USGS क्षेत्रीय स्ट्रिम गुणस्तर मूल्याङ्कन (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/) को भागको रूपमा।जहाँसम्म हामीलाई थाहा छ, यो पहिलो पारिस्थितिक जोखिम मूल्याङ्कन हो।यसले नियन्त्रित मेसो-वातावरणमा बेन्थिक जीवहरूमा फिप्रोनिल यौगिकहरूको प्रभावहरूको विस्तृत रूपमा अनुसन्धान गर्दछ, र त्यसपछि यी नतिजाहरूलाई महाद्वीपीय-स्केल क्षेत्र मूल्याङ्कनहरूमा लागू गर्दछ।
३० दिने मेसोकोस्मिक प्रयोग USGS एक्वाटिक ल्याबोरेटरी (AXL) मा फोर्ट कोलिन्स, कोलोराडो, USA मा अक्टोबर 18 देखि नोभेम्बर 17, 2017 सम्म, 1 दिन घरपालन र 30 दिनको प्रयोगको लागि सञ्चालन गरिएको थियो।विधि पहिले वर्णन गरिएको छ (29, 31) र पूरक सामग्रीमा विस्तृत।मेसो स्पेस सेटिङले चार सक्रिय प्रवाह (पानी ट्याङ्कीहरू) मा 36 परिसंचरण प्रवाहहरू समावेश गर्दछ।प्रत्येक जीवित स्ट्रिममा पानीको तापक्रम कायम राख्न कूलर लगाइएको हुन्छ र १६:८ प्रकाश-गाढा चक्रसँग उज्यालो हुन्छ।मेसो-स्तर प्रवाह स्टेनलेस स्टील हो, जुन फिप्रोनिल (लग काउ = 4.0) को हाइड्रोफोबिसिटीको लागि उपयुक्त छ र जैविक सफाई सॉल्भेन्ट्स (चित्र S1) को लागी उपयुक्त छ।मेसो-स्केल प्रयोगको लागि प्रयोग गरिएको पानी क्याचे ला पौड्रे नदी (रकी माउन्टेन राष्ट्रिय निकुञ्ज, राष्ट्रिय वन र महाद्वीपीय डिभाइड सहित माथिल्लो स्रोतहरू) बाट सङ्कलन गरिएको थियो र AXL को चार पोलिथीन भण्डारण ट्याङ्कीहरूमा भण्डारण गरिएको थियो।स्थलबाट संकलन गरिएको तलछ र पानीको नमूनाहरूको अघिल्लो मूल्याङ्कनमा कुनै कीटनाशक फेला परेन (२९)।
मेसो-स्केल प्रयोग डिजाइनमा 30 प्रशोधन स्ट्रिमहरू र 6 नियन्त्रण स्ट्रिमहरू हुन्छन्।उपचार स्ट्रिमले प्रशोधित पानी प्राप्त गर्दछ, जसमध्ये प्रत्येकमा फिप्रोनिल यौगिकहरूको अपरिवर्तनीय स्थिर सांद्रता समावेश गर्दछ: फिप्रोनिल (फिप्रोनिल (सिग्मा-एल्ड्रिच, CAS 120068-37-3), एमाइड (सिग्मा-एल्ड्रिच, CAS 205650-69-7), डेसल्फराइजेशन समूह। [यूएस पर्यावरण संरक्षण एजेन्सी (EPA) कीटनाशक पुस्तकालय, CAS 205650-65-3], सल्फोन (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) र सल्फाइड (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6 ⥔पुर); 97.8% प्रकाशित प्रतिक्रिया मानहरू (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33) मिथानोल (थर्मो फिशर वैज्ञानिक, अमेरिकन केमिकल सोसाइटी प्रमाणीकरण स्तर) मा विघटन गरेर। आवश्यक मात्रामा डियोनाइज्ड पानीको साथ एक मात्रामा मिथेनोलको मात्रा फरक छ, तीनवटा नियन्त्रणहरूमा समान मिथेनोल सांद्रता सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ। 0.05 ml/L) स्ट्रिमहरूमा अन्य तीन नियन्त्रण स्ट्रिमहरूको बीचको दृश्यले मिथानोल बिना नदीको पानी प्राप्त गर्यो, अन्यथा तिनीहरूलाई अन्य सबै स्ट्रिमहरू जस्तै व्यवहार गरियो।
8 औं दिन, 16 औं दिन र 26 औं दिन, तापक्रम, pH मान, विद्युतीय चालकता र फिप्रोनिल र फिप्रोनिलको गिरावट प्रवाह झिल्लीमा मापन गरियो।मिडिया परीक्षणको क्रममा अभिभावक कम्पाउन्ड फिप्रोनिलको गिरावट ट्र्याक गर्नको लागि, फिप्रोनिल (अभिभावक) लाई अर्को तीन दिन [दिन 5, 12 र 21 (n = 6)] तापमान, pH, चालकता, fipronil र fipronil degradation नमूना।कीटनाशक विश्लेषण नमूनाहरू 10 मिलीलीटर बगिरहेको पानीलाई 20 मिलीलीटर एम्बर गिलासको शीशीमा वाटम्यान 0.7-μm GF/F सिरिन्ज फिल्टरको माध्यमबाट ठूलो व्यासको सुईले फिल्टर गरेर सङ्कलन गरिएको थियो।नमूनाहरू तुरुन्तै फ्रिज गरियो र विश्लेषणको लागि लेकवुड, कोलोराडो, संयुक्त राज्य अमेरिकाको USGS राष्ट्रिय पानी गुणस्तर प्रयोगशाला (NWQL) मा पठाइयो।अघिल्लो प्रकाशित विधिको सुधारिएको विधि प्रयोग गर्दै, पानीको नमूनाहरूमा Fipronil र 4 degradation उत्पादनहरू प्रत्यक्ष जलीय इन्जेक्सन (DAI) तरल क्रोमेटोग्राफी-टेन्डम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (LC-MS / MS; Agilent 6495) द्वारा निर्धारण गरिएको थियो।उपकरण पत्ता लगाउने स्तर (IDL) न्यूनतम क्यालिब्रेसन मानक हुन अनुमान गरिएको छ जसले गुणात्मक पहिचान मानक पूरा गर्दछ;fipronil को IDL 0.005 μg/L हो, र अन्य चार fipronil को IDL 0.001 μg/L हो।पूरक सामग्रीले गुणस्तर नियन्त्रण र आश्वासन प्रक्रियाहरू (उदाहरणका लागि, नमूना रिकभरी, स्पाइकहरू, तेस्रो पक्ष निरीक्षणहरू, र खाली ठाउँहरू) सहित फिप्रोनिल कम्पाउन्डहरू मापन गर्न प्रयोग गरिने विधिहरूको पूर्ण विवरण प्रदान गर्दछ।
३०-दिनको मेसोकोस्मिक प्रयोगको अन्त्यमा, वयस्क र लार्भा इन्भर्टेब्रेट्सको गणना र पहिचान पूरा भयो (मुख्य डाटा सङ्कलन अन्तिम बिन्दु)।उदीयमान वयस्कहरूलाई हरेक दिन नेटबाट सङ्कलन गरिन्छ र सफा 15 मिलीलीटर फाल्कन सेन्ट्रीफ्यूज ट्यूबमा जम्मा गरिन्छ।प्रयोगको अन्त्यमा (दिन 30), प्रत्येक स्ट्रिममा झिल्लीको सामग्रीहरू कुनै पनि इन्भर्टेब्रेटहरू हटाउनको लागि स्क्रब गरियो, र (250 μm) छल्न र 80% इथेनॉलमा भण्डारण गरियो।टिम्बरलाइन एक्वाटिक्स (फोर्ट कोलिन्स, सीओ) ले लार्भा र वयस्क इन्भर्टेब्रेटहरूको वर्गीकरण पहिचानलाई सम्भवतः सबैभन्दा कम वर्गीकरण स्तरमा पूरा गरेको छ, सामान्यतया प्रजातिहरू।दिन 9, 19 र 29 मा, क्लोरोफिल ए प्रत्येक स्ट्रिमको मेसोस्कोपिक झिल्लीमा ट्रिपलिकेटमा मापन गरियो।मेसोस्कोपिक प्रयोगको भागको रूपमा सबै रासायनिक र जैविक डेटाहरू साथमा डेटा रिलीज (35) मा प्रदान गरिन्छ।
इकोलोजिकल सर्वेक्षणहरू संयुक्त राज्यका पाँच प्रमुख क्षेत्रहरूमा साना (वेडिंग) स्ट्रिमहरूमा सञ्चालन गरिएको थियो, र अघिल्लो सूचकांक अवधिमा कीटनाशकहरूको अनुगमन गरिएको थियो।छोटकरीमा, कृषि र शहरी भूमि प्रयोग (३६-४०) को आधारमा प्रत्येक क्षेत्रमा ७७ देखि १०० स्थानहरू (कुल ४४४ स्थानहरू) छनोट गरियो।एक वर्ष (2013-2017) को वसन्त र गर्मीमा, पानीको नमूनाहरू हप्तामा एक पटक प्रत्येक क्षेत्रमा 4 देखि 12 हप्तासम्म सङ्कलन गरिन्छ।विशिष्ट समय क्षेत्र र विकास तीव्रता मा निर्भर गर्दछ।यद्यपि, उत्तरपूर्वी क्षेत्रका ११ वटा स्टेशनहरू झण्डै जलाधारमा छन्।एउटा मात्र नमूना सङ्कलन बाहेक कुनै विकास छैन।क्षेत्रीय अध्ययनहरूमा कीटनाशकहरूको अनुगमन अवधि फरक भएको हुनाले, तुलनाको लागि, प्रत्येक साइटमा सङ्कलन गरिएका अन्तिम चार नमूनाहरू मात्र यहाँ विचार गरिन्छ।यो मानिन्छ कि अविकसित पूर्वोत्तर साइट (n = 11) मा सङ्कलन गरिएको एकल नमूनाले 4-हप्ता नमूना अवधि प्रतिनिधित्व गर्न सक्छ।यो विधिले कीटनाशकहरूमा एउटै संख्यामा अवलोकनहरू (उत्तरपूर्वमा 11 स्थानहरू बाहेक) र अवलोकनको समान अवधिको नेतृत्व गर्दछ;यो विश्वास गरिन्छ कि बायोटामा दीर्घकालीन एक्सपोजरको लागि 4 हप्ता लामो छ, तर पर्याप्त छोटो छ कि पारिस्थितिक समुदायले यी सम्पर्कहरूबाट पुन: प्राप्ति गर्न सक्दैन।
पर्याप्त प्रवाहको अवस्थामा, पानीको नमूना स्थिर गति र निरन्तर चौडाइ वृद्धि (41) को माध्यमबाट संकलन गरिन्छ।जब प्रवाह यो विधि प्रयोग गर्न पर्याप्त छैन, तपाईं नमूनाहरूको गहिरो एकीकरण वा प्रवाहको गुरुत्वाकर्षण केन्द्रबाट समातेर नमूनाहरू सङ्कलन गर्न सक्नुहुन्छ।10 एमएल फिल्टर गरिएको नमूना (42) सङ्कलन गर्न ठूलो-बोर सिरिन्ज र डिस्क फिल्टर (0.7μm) प्रयोग गर्नुहोस्।DAI LC-MS/MS/MS/MS मार्फत, NWQL मा फिप्रोनिल र ७ वटा डिग्रेडेसन उत्पादनहरू (डेसल्फिनिल फिप्रोनिल, फिप्रोनिल) सल्फाइड, फिप्रोनिल सल्फोन, डेस्क्लोरोनिल सल्फोन, डेस्क्लोरोनिल, एम्प्रोनिल, फिप्रोनिल, फाइप्रोनिललगायत २२५ कीटनाशक र कीटनाशक घटाउने उत्पादनहरूका लागि पानीको नमूनाहरू विश्लेषण गरिएको थियो। fipronil र fipronil)।)।क्षेत्रीय अध्ययनका लागि विशिष्ट न्यूनतम रिपोर्टिङ स्तरहरू हुन्: फिप्रोनिल, डेस्मेथाइलथियो फ्लोरोबेन्जोनिट्रिल, फिप्रोनिल सल्फाइड, फिप्रोनिल सल्फोन, र डेस्क्लोरोफिप्रोनिल ०.००४ μg/L;dessulfinyl fluorfenamide र fipronil amide को एकाग्रता 0.009 μg/liter छ;fipronil sulfonate को एकाग्रता 0.096 μg/liter छ।
प्रत्येक क्षेत्रीय अध्ययन (वसन्त/गर्मी) को अन्त्यमा इन्भर्टेब्रेट समुदायहरूको नमूना लिइन्छ, सामान्यतया अन्तिम कीटनाशक नमूना घटनाको रूपमा एकै समयमा।बढ्दो सिजन र कीटनाशकहरूको अत्यधिक प्रयोग पछि, नमूना लिने समय कम प्रवाहको अवस्थासँग मिल्दो हुनुपर्छ, र नदी इन्भर्टेब्रेट समुदाय परिपक्व हुँदा र मुख्यतया लार्भा जीवन चरणमा रहेको समयसँग मेल खानुपर्छ।500μm जाल वा D-फ्रेम नेटको साथ एक Surber नमूना प्रयोग गरेर, 444 साइटहरू मध्ये 437 मा इन्भर्टेब्रेट समुदाय नमूना पूरा गरियो।नमूना विधिलाई पूरक सामग्रीमा विस्तृत रूपमा वर्णन गरिएको छ।NWQL मा, सबै इन्भर्टेब्रेटहरू सामान्यतया पहिचान गरिन्छ र जीनस वा प्रजाति स्तरमा सूचीबद्ध गरिन्छ।यस क्षेत्रमा एकत्रित र यस पाण्डुलिपिमा प्रयोग गरिएका सबै रासायनिक र जैविक डेटाहरू सँगैको डाटा रिलीज (35) मा फेला पार्न सकिन्छ।
मेसोस्कोपिक प्रयोगमा प्रयोग गरिएका पाँचवटा फिप्रोनिल यौगिकहरूको लागि, 20% वा 50% ले घटाइएको लार्भा इन्भर्टेब्रेट्सको एकाग्रतालाई नियन्त्रणको सापेक्ष गणना गरिएको थियो (जस्तै EC20 र EC50)।डेटा [x = समय-भारित फिप्रोनिल एकाग्रता (विवरणका लागि पूरक सामग्री हेर्नुहोस्), y = लार्भा प्रचुरता वा अन्य मेट्रिक्स] तीन-प्यारामिटर लगरिदमिक रिग्रेसन विधि "drc" प्रयोग गरेर R(43) विस्तारित प्याकेजमा फिट गरिएको थियो।वक्रले सबै प्रजातिहरू (लार्भा) लाई पर्याप्त मात्रामा फिट गर्छ र सामुदायिक प्रभावलाई थप बुझ्नको लागि रुचिका अन्य मेट्रिक्सहरू (उदाहरणका लागि, ट्याक्सा समृद्धि, कुल मेफ्लाइ प्रचुरता, र कुल प्रचुरता) लाई पूरा गर्दछ।Nash-Sutcliff गुणांक (45) मोडेल फिट मूल्याङ्कन गर्न प्रयोग गरिन्छ, जहाँ एक कमजोर मोडेल फिटले अनन्त नकारात्मक मानहरू प्राप्त गर्न सक्छ, र पूर्ण फिटको मान 1 हो।
प्रयोगमा कीराहरूको उदयमा फिप्रोनिल यौगिकहरूको प्रभावहरू पत्ता लगाउन, डाटालाई दुई तरिकामा मूल्याङ्कन गरिएको थियो।पहिलो, प्रत्येक उपचार प्रवाह मेसोको उपस्थितिबाट नियन्त्रण प्रवाह मेसोको औसत उपस्थिति घटाएर, प्रत्येक प्रवाह मेसो (सबै व्यक्तिहरूको कुल संख्या) बाट कीराहरूको संचयी दैनिक घटनालाई नियन्त्रणमा सामान्यीकृत गरियो।30-दिनको प्रयोगमा नियन्त्रण फ्लुइड मध्यस्थबाट उपचार तरल मध्यस्थको विचलन बुझ्नको लागि यी मानहरूलाई समयको विरुद्धमा प्लट गर्नुहोस्।दोस्रो, प्रत्येक प्रवाह मेसोफिलको कुल घटना प्रतिशत गणना गर्नुहोस्, जसलाई नियन्त्रण समूहमा लार्भा र वयस्कहरूको औसत संख्यामा दिइएको प्रवाहमा मेसोफिलहरूको कुल संख्याको अनुपातको रूपमा परिभाषित गरिएको छ, र तीन-प्यारामिटर लगरिदमिक प्रतिगमनको लागि उपयुक्त छ। ।सङ्कलन गरिएका सबै अंकुरण कीराहरू Chironomidae परिवारका दुई उप-परिवारका थिए, त्यसैले संयुक्त विश्लेषण गरिएको थियो।
सामुदायिक संरचनामा परिवर्तनहरू, जस्तै ट्याक्साको हानि, अन्ततः विषाक्त पदार्थहरूको प्रत्यक्ष र अप्रत्यक्ष प्रभावहरूमा निर्भर हुन सक्छ, र यसले सामुदायिक कार्यमा परिवर्तन ल्याउन सक्छ (उदाहरणका लागि, ट्रफिक क्यास्केड)।ट्रफिक क्यास्केड परीक्षण गर्न, पथ विश्लेषण विधि (R प्याकेज "piecewiseSEM") (46) प्रयोग गरेर एक साधारण कारण नेटवर्क मूल्याङ्कन गरिएको थियो।मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूको लागि, यो मानिन्छ कि फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फाइड र सल्फोन (एमाइड परीक्षण नगरिएको) पानीमा स्क्र्यापरको बायोमास कम गर्न, अप्रत्यक्ष रूपमा क्लोरोफिल ए (47) को बायोमासमा वृद्धि हुन्छ।यौगिक एकाग्रता भविष्यवाणी चर हो, र स्क्रैपर र क्लोरोफिल एक बायोमास प्रतिक्रिया चर हो।Fisher's C तथ्याङ्क मोडेल फिट मूल्याङ्कन गर्न प्रयोग गरिन्छ, ताकि P मान <0.05 ले राम्रो मोडेल फिट (46) लाई जनाउँछ।
जोखिममा आधारित इको-समुदाय थ्रेसहोल्ड सुरक्षा एजेन्ट विकास गर्नको लागि, प्रत्येक कम्पाउन्डले 95% प्रभावित प्रजातिहरू (HC5) पुरानो प्रजाति संवेदनशीलता वितरण (SSD) र खतरा एकाग्रता संरक्षण प्राप्त गरेको छ।तीन SSD डेटा सेटहरू उत्पन्न भएका थिए: (i) केवल मेसो डेटा सेट, (ii) EPA ECOTOX डाटाबेस क्वेरी (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, मा पहुँच गरिएको सबै मेसो डाटा र डाटा समावेश भएको डाटा सेट। मार्च 14, 2019), अध्ययन अवधि 4 दिन वा लामो छ, र (iii) सबै मेसोस्कोपिक डेटा र ECOTOX डेटा समावेश भएको डेटा सेट, जसमा ECOTOX डेटा (तीव्र एक्सपोजर) लाई तीव्र र क्रोनिक D. म्याग्ना (को अनुपात) द्वारा विभाजित गरिएको छ। 19.39) एक्सपोजर अवधि र पुरानो EC50 मान (12) अनुमानित भिन्नता व्याख्या गर्न।धेरै SSD मोडेलहरू उत्पन्न गर्ने हाम्रो उद्देश्य भनेको (i) फिल्ड डाटासँग तुलना गर्न HC5 मानहरू विकास गर्नु हो (मिडियाका लागि SSD हरूका लागि मात्र), र (ii) एक्वाकल्चरमा समावेशका लागि नियामक एजेन्सीहरू भन्दा मिडिया डाटा अधिक व्यापक रूपमा स्वीकार गरिएको छ भनेर मूल्याङ्कन गर्नु हो। लाइफ बेन्चमार्कको सुदृढता र डेटा स्रोतहरूको मानक सेटिङ, र त्यसैले समायोजन प्रक्रियाको लागि मेसोस्कोपिक अध्ययनहरू प्रयोग गर्ने व्यावहारिकता।
R प्याकेज "ssdtools" (48) प्रयोग गरेर प्रत्येक डेटा सेटको लागि SSD विकास गरिएको थियो।SSD बाट HC5 औसत र विश्वास अन्तराल (CI) अनुमान गर्न बुटस्ट्र्याप (n = 10,000) प्रयोग गर्नुहोस्।यस अनुसन्धानको माध्यमबाट विकसित भएका ४९ ट्याक्सा प्रतिक्रियाहरू (सबै ट्याक्साहरू जुन जीनस वा प्रजातिको रूपमा पहिचान गरिएको छ) ECOTOX डाटाबेसमा प्रकाशित छवटा अध्ययनहरूबाट संकलित 32 ट्याक्स प्रतिक्रियाहरूसँग जोडिएका छन्, कुल 81 ट्याक्सन प्रतिक्रियाहरू SSD विकासको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। ।एमाइड्सको ECOTOX डाटाबेसमा कुनै डाटा फेला नपरेको हुनाले, एमाइड्सका लागि कुनै SSD विकास गरिएको थिएन र हालको अध्ययनबाट केवल एक EC50 प्रतिक्रिया प्राप्त भएको थियो।यद्यपि एक सल्फाइड समूहको EC50 मान ECOTOX डाटाबेसमा फेला परेको थियो, हालको स्नातक विद्यार्थीसँग 12 EC50 मानहरू छन्।तसर्थ, सल्फिनाइल समूहहरूको लागि SSDs विकास गरिएको छ।
Mesocosmos को SSD डेटा सेटबाट प्राप्त फिप्रोनिल यौगिकहरूको विशिष्ट HC5 मानहरू मात्र संयुक्त राज्य अमेरिकाका पाँच क्षेत्रहरूबाट 444 स्ट्रिमहरूमा फिप्रोनिल यौगिकहरूको एक्सपोजर र सम्भावित विषाक्तता मूल्याङ्कन गर्न फिल्ड डेटासँग जोडिएको थियो।पछिल्लो 4-हप्ता नमूना विन्डोमा, पत्ता लगाइएको फिप्रोनिल यौगिकहरूको प्रत्येक एकाग्रता (पहिचान नगरिएको सांद्रता शून्य छ) लाई सम्बन्धित HC5 द्वारा विभाजित गरिएको छ, र प्रत्येक नमूनाको मिश्रित अनुपातलाई फिप्रोनिल (ΣTUFipronils) को कुल विषाक्तता एकाइ प्राप्त गर्नको लागि योग गरिएको छ, जहाँ ΣTUFipronils> 1 भनेको विषाक्तता हो।
प्रभावित प्रजातिहरूको 50% (HC50) को जोखिम एकाग्रतालाई मध्यम झिल्ली प्रयोगबाट व्युत्पन्न कर समृद्धिको EC50 मानसँग तुलना गरेर, मध्यम झिल्ली डेटाबाट प्राप्त SSD लाई फराकिलो पारिस्थितिक समुदायको फिप्रोनिल प्रति संवेदनशीलता प्रतिबिम्बित गर्न मूल्याङ्कन गरिएको थियो। डिग्री।।यस तुलनाको माध्यमबाट, SSD विधि बीचको स्थिरता (खुराक-प्रतिक्रिया सम्बन्धको साथ मात्र ती करहरू सहित) र EC50 विधि (मध्य अन्तरिक्षमा अवलोकन गरिएका सबै अद्वितीय ट्याक्सा सहित) को EC50 विधि प्रयोग गरी कर समृद्धि नाप्ने लिंग मूल्याङ्कन गर्न सकिन्छ।खुराक प्रतिक्रिया सम्बन्ध।
एक कीटनाशक जोखिम प्रजाति (SPEARpesticides) सूचक 437 invertebrate-संकलन स्ट्रिमहरूमा invertebrate समुदाय र ΣTUFipronil को स्वास्थ्य स्थिति बीचको सम्बन्ध अनुसन्धान गर्न गणना गरिएको थियो।SPEAR कीटनाशक मेट्रिकले शारीरिक र पारिस्थितिक विशेषताहरूको साथ जैविक वर्गीकरणको लागि अकशेरुकहरूको संरचनालाई प्रशस्त मेट्रिकमा रूपान्तरण गर्दछ, जसले कीटनाशकहरूलाई संवेदनशीलता प्रदान गर्दछ।SPEAR कीटनाशक सूचक प्राकृतिक covariates (49, 50) को लागी संवेदनशील छैन, यद्यपि यसको कार्यसम्पादन गम्भीर बासस्थान क्षय (51) द्वारा प्रभावित हुनेछ।प्रत्येक ट्याक्सनको लागि साइटमा सङ्कलन गरिएको प्रशस्त डेटालाई नदीको पारिस्थितिक गुणस्तर मूल्याङ्कन गर्न ASTERICS सफ्टवेयरसँग सम्बन्धित ट्याक्सनको मुख्य मानसँग समन्वय गरिएको छ (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home html)।त्यसपछि Indicate (http://systemecology.eu/indicate/) सफ्टवेयर (संस्करण 18.05) मा डाटा आयात गर्नुहोस्।यस सफ्टवेयरमा, युरोपेली विशेषता डाटाबेस र कीटनाशकहरूमा शारीरिक संवेदनशीलता भएको डाटाबेस प्रत्येक साइटको डाटालाई SPEAR कीटनाशक सूचकमा रूपान्तरण गर्न प्रयोग गरिन्छ।पाँचवटा क्षेत्रीय अध्ययनहरू मध्ये प्रत्येकले SPEAR कीटनाशक मेट्रिक र ΣTUFipronils [log10(X + 1) रूपान्तरण] एसोसिएटेड बीचको सम्बन्धको अन्वेषण गर्न R(52) मा सामान्य additive Model (GAM) ["mgcv" प्याकेज प्रयोग गर्‍यो।SPEAR कीटनाशक मेट्रिक्स र डेटा विश्लेषणको लागि थप विस्तृत जानकारीको लागि, कृपया पूरक सामग्री हेर्नुहोस्।
पानीको गुणस्तर सूचकांक प्रत्येक प्रवाह मेसोस्कोपिक र सम्पूर्ण मेसोस्कोपिक प्रयोग अवधिमा एकरूप हुन्छ।औसत तापमान, pH र चालकता क्रमशः 13.1°C (±0.27°C), 7.8 (±0.12) र 54.1 (±2.1) μS/cm (35) थियो।सफा नदीको पानीमा मापन गरिएको घुलनशील कार्बनिक कार्बन 3.1 mg/L हो।MiniDOT रेकर्डर तैनाथ गरिएको नदीको मेसो-दृश्यमा, घुलनशील अक्सिजन संतृप्ति (औसत> 8.0 mg/L) को नजिक छ, स्ट्रिम पूर्ण रूपमा परिचालित भएको संकेत गर्दछ।
फिप्रोनिलमा गुणस्तर नियन्त्रण र गुणस्तर आश्वासन डाटा सँगै डाटा रिलीज (35) मा प्रदान गरिएको छ।छोटकरीमा, प्रयोगशाला म्याट्रिक्स स्पाइकहरू र मेसोस्कोपिक नमूनाहरूको रिकभरी दरहरू सामान्यतया स्वीकार्य दायराहरू भित्र हुन्छन् (70% देखि 130% को रिकभरीहरू), IDL मापदण्डहरूले मात्रात्मक विधि पुष्टि गर्दछ, र प्रयोगशाला र उपकरण खाली ठाउँहरू सामान्यतया सफा हुन्छन् त्यहाँ बाहेक धेरै थोरै अपवादहरू छन्। यी सामान्यीकरणहरूलाई पूरक सामग्रीमा छलफल गरिएको छ।।
प्रणाली डिजाइनको कारण, फिप्रोनिलको मापन गरिएको एकाग्रता सामान्यतया लक्ष्य मान (चित्र S2) भन्दा कम हुन्छ (किनभने आदर्श अवस्थाहरूमा स्थिर अवस्थामा पुग्न 4 देखि 10 दिन लाग्छ) (30)।अन्य फिप्रोनिल यौगिकहरूसँग तुलना गर्दा, डेसल्फिनिल र एमाइडको एकाग्रता समयको साथमा थोरै परिवर्तन हुन्छ, र उपचार भित्र एकाग्रताको परिवर्तनशीलता सल्फोन र सल्फाइडको कम एकाग्रता उपचार बाहेक उपचारहरू बीचको भिन्नता भन्दा सानो हुन्छ।प्रत्येक उपचार समूहको लागि समय-भारित औसत मापन एकाग्रता दायरा निम्नानुसार छ: Fipronil, IDL देखि 9.07μg/L;Desulfinyl, IDL 2.15μg/L;एमाइड, IDL to 4.17μg/L;सल्फाइड, IDL ०.५७μg/लिटर;र सल्फोन, IDL 1.13μg/लिटर (35) हो।केही स्ट्रिमहरूमा, गैर-लक्ष्य फिप्रोनिल यौगिकहरू पत्ता लगाइयो, त्यो हो, यौगिकहरू जुन विशेष उपचारमा स्पिक गरिएको थिएन, तर उपचार यौगिकको गिरावट उत्पादनहरू भनेर चिनिन्थ्यो।पेरेन्ट कम्पाउन्ड फिप्रोनिलसँग उपचार गरिएका मेसोस्कोपिक झिल्लीहरूमा सबैभन्दा बढी संख्यामा गैर-लक्ष्य क्षरण उत्पादनहरू पत्ता लगाइन्छ (जब प्रशोधन कम्पाउन्डको रूपमा प्रयोग हुँदैन, तिनीहरू सल्फिनाइल, एमाइड, सल्फाइड र सल्फोन हुन्);यी उत्पादन प्रक्रियाको कारण हुन सक्छ कम्पाउन्ड अशुद्धता र/वा क्षरण प्रक्रियाहरू जुन स्टक समाधानको भण्डारणको क्रममा र (वा) क्रस-प्रदूषणको परिणामको सट्टा मेसोस्कोपिक प्रयोगमा हुन्छ।फिप्रोनिल उपचारमा गिरावट एकाग्रताको कुनै प्रवृति देखिएन।गैर-लक्ष्य क्षरण यौगिकहरू प्राय: उच्च उपचार एकाग्रताको साथ शरीरमा पत्ता लगाइन्छ, तर एकाग्रता यी गैर-लक्ष्य यौगिकहरूको एकाग्रता भन्दा कम हुन्छ (एकाग्रताको लागि अर्को खण्ड हेर्नुहोस्)।तसर्थ, गैर-लक्ष्य घटाउने यौगिकहरू सामान्यतया सबैभन्दा कम फिप्रोनिल उपचारमा पत्ता लाग्दैन, र पत्ता लगाइएको एकाग्रता उच्चतम उपचारमा प्रभाव एकाग्रता भन्दा कम भएको हुनाले, यी गैर-लक्ष्य यौगिकहरूले विश्लेषणमा न्यूनतम प्रभाव पार्छ भन्ने निष्कर्षमा पुग्छ।
मिडिया प्रयोगहरूमा, benthic macroinvertebrates fipronil, desulfinyl, sulfone, र सल्फाइड प्रति संवेदनशील थिए [तालिका S1;मूल प्रचुरता डाटा सँगै डाटा संस्करण (35) मा प्रदान गरिएको छ]।फिप्रोनिल एमाइड फ्लाई Rhithrogena sp को लागि मात्र हो।विषाक्त (घातक), यसको EC50 2.05μg/L [±10.8(SE)] हो।15 अद्वितीय ट्याक्सको खुराक-प्रतिक्रिया कर्भहरू उत्पन्न गरियो।यी ट्याक्सले परीक्षण गरिएको एकाग्रता दायरा (तालिका S1) भित्र मृत्युदर देखायो, र लक्षित क्लस्टर गरिएको ट्याक्सा (जस्तै फ्लाई) (चित्र S3) र रिच ट्याक्सा (चित्र 1) एक खुराक प्रतिक्रिया वक्र उत्पन्न भयो।0.005-0.364, 0.002-0.252, 0.002-0.061 र 0.005-0.043μ/L. 0.002-0.061 र 0.005-0.043g बाट सबैभन्दा संवेदनशील टैक्सा दायराको अद्वितीय ट्याक्सामा फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फोन र सल्फाइडको एकाग्रता (EC50)रिथ्रोजेना एसपी।र Sweltsa sp.;चित्र S4) अधिक सहनशील ट्याक्स (जस्तै Micropsectra / Tanytarsus र Lepidostoma sp.) (तालिका S1) भन्दा कम छ।तालिका S1 मा प्रत्येक कम्पाउन्डको औसत EC50 अनुसार, सल्फोन र सल्फाइडहरू सबैभन्दा प्रभावकारी यौगिकहरू हुन्, जबकि इन्भर्टेब्रेटहरू सामान्यतया डेसल्फिनाइल (एमाइडहरू बाहेक) प्रति कम संवेदनशील हुन्छन्।समग्र पारिस्थितिक स्थितिको मेट्रिक्स, जस्तै ट्याक्सा समृद्धि, कुल प्रचुरता, कुल पेन्टाप्लोइड र कुल स्टोन फ्लाई, ट्याक्सा र केहि ट्याक्साको प्रशस्तता सहित, यी मेसोमा धेरै दुर्लभ छन् र गणना गर्न सकिँदैन एक अलग खुराक प्रतिक्रिया वक्र कोर्नुहोस्।तसर्थ, यी पारिस्थितिक संकेतकहरूले SSD मा समावेश नगरिएका ट्याक्सन प्रतिक्रियाहरू समावेश गर्दछ।
(A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) सल्फोन, र (D) सल्फाइड सांद्रताको तीन-स्तरको लजिस्टिक प्रकार्यको साथ ट्याक्स रिचनेस (लार्भा)।प्रत्येक डेटा बिन्दुले 30-दिनको मेसो प्रयोगको अन्त्यमा एकल स्ट्रिमबाट लार्भालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।ट्याक्सन रिचनेस प्रत्येक स्ट्रिममा अद्वितीय ट्याक्सको गणना हो।एकाग्रता मान 30-दिनको प्रयोगको अन्त्यमा मापन गरिएको प्रत्येक स्ट्रिमको अवलोकन गरिएको एकाग्रताको समय-भारित औसत हो।फिप्रोनिल एमाइड (देखाइएको छैन) रिच ट्याक्सासँग कुनै सम्बन्ध छैन।कृपया ध्यान दिनुहोस् कि x-axis logarithmic मापनमा छ।SE सँग EC20 र EC50 तालिका S1 मा रिपोर्ट गरिएको छ।
सबै पाँच फिप्रोनिल यौगिकहरूको उच्चतम एकाग्रतामा, Uetridae को उदय दर घट्यो।0.03, 0.06, 0.11, 0.78 र 0.97μg/L क्रमशः सल्फाइड, सल्फोन, फिप्रोनिल, एमाइड र डेसल्फिनाइलको अंकुरणको प्रतिशत (EC50) 50% ले घटेको देखियो (चित्र 2 र चित्र S5)।धेरै जसो 30-दिनका प्रयोगहरूमा, फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फोन र सल्फाइडका सबै उपचारहरू ढिलाइ भएका थिए, केही कम-सांद्रता उपचारहरू (चित्र 2) बाहेक, र तिनीहरूको उपस्थितिलाई रोकिएको थियो।एमाइड उपचारमा, 0.286μg/लिटरको एकाग्रताको साथ, सम्पूर्ण प्रयोगको समयमा संचित फोहोर नियन्त्रणको भन्दा बढी थियो।सम्पूर्ण प्रयोगको क्रममा उच्चतम एकाग्रता (4.164μg/लिटर) ले प्रवाहलाई रोक्यो, र मध्यवर्ती उपचारको प्रवाह दर नियन्त्रण समूहको जस्तै थियो।(चित्र 2)।
संचयी उद्भव प्रत्येक उपचार माइनस (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) सल्फोन, (D) सल्फाइड र (E) नियन्त्रण प्रवाहमा एमाइडको औसत दैनिक औसत झिल्लीको औसत दैनिक औसत उदय हो।नियन्त्रण बाहेक (n = 6), n = 1। एकाग्रता मान प्रत्येक प्रवाहमा अवलोकन गरिएको एकाग्रताको समय-भारित औसत हो।
खुराक-प्रतिक्रिया वक्रले वर्गीकरण घाटाको अतिरिक्त, समुदाय स्तरमा संरचनात्मक परिवर्तनहरू देखाउँछ।विशेष रूपमा, परीक्षण एकाग्रता दायरा भित्र, मे (चित्र S3) र ट्याक्सा प्रचुरता (चित्र 1) को प्रशस्तताले फिप्रोनिल, डेसल्फिनिल, सल्फोन र सल्फाइडसँग महत्त्वपूर्ण खुराक-प्रतिक्रिया सम्बन्धहरू देखायो।तसर्थ, हामीले पोषण क्यास्केड परीक्षण गरेर यी संरचनात्मक परिवर्तनहरूले सामुदायिक कार्यमा परिवर्तनहरू कसरी निम्त्याउँछ भनेर पत्ता लगायौं।फिप्रोनिल, डेसल्फिनाइल, सल्फाइड र सल्फोनमा जलीय इन्भर्टेब्रेट्सको एक्सपोजरले स्क्र्यापरको बायोमासमा प्रत्यक्ष नकारात्मक प्रभाव पार्छ (चित्र 3)।स्क्र्यापरको बायोमासमा फिप्रोनिलको नकारात्मक प्रभावलाई नियन्त्रण गर्न, स्क्र्यापरले क्लोरोफिल ए बायोमासलाई पनि नकारात्मक रूपमा असर गर्यो (चित्र 3)।यी नकारात्मक पथ गुणांकहरूको परिणाम क्लोरोफिल a मा शुद्ध वृद्धि हो किनभने फिप्रोनिल र डिग्रेडन्टहरूको एकाग्रता बढ्छ।यी पूर्णतया मध्यस्थ मार्ग मोडेलहरूले फिप्रोनिल वा फिप्रोनिलको बढ्दो गिरावटले क्लोरोफिल ए (चित्र 3) को अनुपातमा वृद्धि हुन्छ भनी संकेत गर्छ।यो पहिले नै अनुमान गरिएको छ कि फिप्रोनिल वा क्षरण एकाग्रता र क्लोरोफिल एक बायोमास बीचको प्रत्यक्ष प्रभाव शून्य छ, किनभने फिप्रोनिल यौगिकहरू कीटनाशक हुन् र शैवालमा कम प्रत्यक्ष विषाक्तता छ (उदाहरणका लागि, EPA तीव्र गैर-वास्कुलर प्लान्ट आधारभूत एकाग्रता 100μg / L हो। fipronil, disulfoxide group, sulfone and sulfide https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), सबै परिणामहरू (वैध मोडेल) लाई समर्थन गर्दछ; परिकल्पना।
फिप्रोनिलले चराउने बायोमास (प्रत्यक्ष प्रभाव) लाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ (स्क्र्यापर समूह लार्भा हो), तर क्लोरोफिल ए को बायोमासमा कुनै प्रत्यक्ष प्रभाव छैन।यद्यपि, फिप्रोनिलको बलियो अप्रत्यक्ष प्रभावले कम चरनको प्रतिक्रियामा क्लोरोफिल ए को बायोमास बढाउनु हो।तीरले मानकीकृत मार्ग गुणांकलाई संकेत गर्छ, र माइनस चिन्ह (-) ले सङ्घको दिशालाई सङ्केत गर्छ।* महत्व को डिग्री संकेत गर्दछ।
तीन SSDs (मध्य तह मात्र, मध्य तह प्लस ECOTOX डाटा, र मध्य तह प्लस ECOTOX डाटा एक्सपोजर अवधिमा भिन्नताहरूका लागि सच्याइएका) ले नाममात्र भिन्न HC5 मानहरू (तालिका S3) उत्पादन गरे, तर परिणामहरू SE दायरा भित्र थिए।यस अध्ययनको बाँकी भागमा, हामी केवल मेसो ब्रह्माण्ड र सम्बन्धित HC5 मानको साथ डाटा SSD मा ध्यान केन्द्रित गर्नेछौं।यी तीन SSD मूल्याङ्कनहरूको थप पूर्ण विवरणको लागि, कृपया पूरक सामग्रीहरू (तालिकाहरू S2 देखि S5 र फिगरहरू S6 र S7) हेर्नुहोस्।मेसो-ठोस SSD नक्सामा मात्र प्रयोग गरिएको चार फिप्रोनिल यौगिकहरू (चित्र 4) को उत्कृष्ट-फिटिंग डेटा वितरण (सबैभन्दा कम अकाइक जानकारी मानक स्कोर) फिप्रोनिल र सल्फोनको लग-गुम्बेल, र सल्फाइडको वेइबुल र डिसल्फराइज्ड γ ( तालिका S3)।प्रत्येक कम्पाउन्डको लागि प्राप्त HC5 मानहरू मेसो ब्रह्माण्डको लागि मात्र चित्र 4 मा रिपोर्ट गरिएको छ, र तालिका S3 मा सबै तीन SSD डेटा सेटहरूबाट HC5 मानहरू रिपोर्ट गरिएको छ।फिप्रोनिल, सल्फाइड, सल्फोन र डेसल्फिनाइल समूहहरूको HC50 मानहरू [22.1±8.78 ng/L (95% CI, 11.4 देखि 46.2), 16.9±3.38 ng/L (95% CI, 11.2 देखि 24.0), 8± 2.66 ng/L (95% CI, 5.44 देखि 15.8) र 83.4±32.9 ng/L (95% CI, 36.4 देखि 163)] यी यौगिकहरू EC50 taxa रिचनेस (अद्वितीय taxa को कुल संख्या) (तालिका S1) भन्दा धेरै कम छन्। ; पूरक सामग्री तालिकामा नोटहरू प्रति लिटर माइक्रोग्रामहरू छन्)।
मेसो-स्केल प्रयोगमा, जब (A) fipronil, (B) dessulfinyl fipronil, (C) fipronil sulfone, (D) fipronil सल्फाइड 30 दिनको लागि उजागर गर्दा, प्रजाति संवेदनशीलता वर्णन गरिएको छ यो ट्याक्सनको EC50 मान हो।नीलो ड्यास गरिएको रेखाले 95% CI प्रतिनिधित्व गर्दछ।तेर्सो ड्यास गरिएको रेखाले HC5 लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।प्रत्येक कम्पाउन्डको HC5 मान (ng/L) निम्नानुसार छ: Fipronil, 4.56 ng/L (95% CI, 2.59 देखि 10.2);सल्फाइड, ३.५२ एनजी/एल (१.३६ देखि ९.२०);सल्फोन, २.८६ एनजी/लिटर (१.९३ देखि ५.२९);र सल्फिनाइल, ३.५५ एनजी/लिटर (०.३५ देखि २८.४)।कृपया ध्यान दिनुहोस् कि x-axis logarithmic मापनमा छ।
पाँच क्षेत्रीय अध्ययनहरूमा, Fipronil (अभिभावक) 444 क्षेत्र नमूना बिन्दुहरू (तालिका 1) को 22% मा पत्ता लगाइएको थियो।फ्लोरफेनिब, सल्फोन र एमाइडको पत्ता लगाउने आवृत्ति समान छ (नमूनाको 18% देखि 22%), सल्फाइड र डेसल्फिनाइलको पत्ता लगाउने आवृत्ति कम छ (11% देखि 13%), जबकि बाँकी गिरावट उत्पादनहरू धेरै उच्च छन्।थोरै (1% वा कम) वा कहिल्यै पत्ता लागेन (तालिका 1)।।फिप्रोनिल प्रायः दक्षिणपूर्व (साइटहरूको 52%) र कम से कम उत्तरपश्चिममा (साइटहरूको 9%) मा प्रायः पत्ता लगाइन्छ, जसले बेन्जोपाइराजोलको प्रयोगको परिवर्तनशीलता र देशभरि सम्भावित स्ट्रिम जोखिमलाई हाइलाइट गर्दछ।डिग्रेडन्टहरूले सामान्यतया समान क्षेत्रीय ढाँचाहरू देखाउँछन्, दक्षिणपूर्वमा उच्च पत्ता लगाउने आवृत्ति र उत्तरपश्चिम वा तटीय क्यालिफोर्नियामा सबैभन्दा कम।फिप्रोनिलको मापन गरिएको एकाग्रता उच्चतम थियो, त्यसपछि अभिभावक यौगिक फिप्रोनिल (क्रमशः 10.8 र 6.3 ng/L को 90% प्रतिशत) (तालिका 1) (35)।fipronil (61.4 ng/L), disulfinyl (10.6 ng/L) र सल्फाइड (8.0 ng/L) को उच्चतम एकाग्रता दक्षिणपूर्वमा (नमूनाको अन्तिम चार हप्तामा) निर्धारण गरिएको थियो।सल्फोनको उच्चतम एकाग्रता पश्चिममा निर्धारण गरिएको थियो।(15.7 ng/L), एमाइड (42.7 ng/L), dessulfinyl flupirnamide (14 ng/L) र fipronil sulfonate (8.1 ng/L) (35)।फ्लोरफेनाइड सल्फोन एक मात्र यौगिक थियो जुन HC5 (तालिका 1) भन्दा बढी देखियो।विभिन्न क्षेत्रहरू बीचको औसत ΣTUFipronils धेरै फरक हुन्छ (तालिका 1)।राष्ट्रिय औसत ΣTUFipronils 0.62 (सबै स्थानहरू, सबै क्षेत्रहरू) छ, र 71 साइटहरू (16%) मा ΣTUFipronils> 1 छ, यसले बेन्थिक म्याक्रोइनभर्टिब्रेटहरूका लागि विषाक्त हुन सक्छ भनेर संकेत गर्दछ।अध्ययन गरिएका पाँच मध्ये चार क्षेत्रहरूमा (मध्यपश्चिम बाहेक), त्यहाँ SPEAR कीटनाशक र ΣTUFipronil बीचको महत्त्वपूर्ण सम्बन्ध छ, समायोजन गरिएको R2 क्यालिफोर्नियाको तटमा ०.०७ देखि दक्षिणपूर्वमा ०.३४ सम्म रहेको छ (चित्र ५)।
*मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूमा प्रयोग हुने यौगिकहरू।†ΣTUFipronils, विष एकाइहरूको योगफलको मध्यक [SSD-संक्रमित प्रजातिहरूको पाँचौं प्रतिशतबाट प्रत्येक यौगिकको चार फिप्रोनिल यौगिकहरू/खतराको एकाग्रता अवलोकन गरिएको क्षेत्रीय एकाग्रता (चित्र 4)] fipronil को साप्ताहिक नमूनाहरूको लागि, अन्तिम 4 प्रत्येक साइटमा सङ्कलन गरिएको कीटनाशक नमूनाहरूको हप्ता गणना गरिएको थियो।‡ कीटनाशक मापन गरिएका स्थानहरूको संख्या।§ 90 औं प्रतिशत विषादी नमूनाको पछिल्लो 4 हप्ताको अवधिमा साइटमा अवलोकन गरिएको अधिकतम एकाग्रतामा आधारित छ।परीक्षण गरिएको नमूनाहरूको प्रतिशतको साथ।CI गणना गर्न HC5 मानको 95% CI प्रयोग गर्नुहोस् (चित्र 4 र तालिका S3, केवल मेसो)।Dechloroflupinib सबै क्षेत्रहरूमा विश्लेषण गरिएको छ र कहिल्यै फेला परेन।ND, पत्ता लागेन।
Fipronil विषाक्त एकाइ कम्पाउन्ड-विशिष्ट HC5 मान द्वारा विभाजित मापन गरिएको फिप्रोनिल एकाग्रता हो, जुन मिडिया प्रयोगबाट प्राप्त SSD द्वारा निर्धारण गरिन्छ (चित्र 4 हेर्नुहोस्)।कालो रेखा, सामान्यीकृत additive मोडेल (GAM)।रातो ड्यास गरिएको रेखामा GAM को लागि 95% को CI छ।ΣTUFipronils log10 (ΣTUFipronils+1) मा रूपान्तरण गरिएको छ।
गैर-लक्ष्य जलीय प्रजातिहरूमा फिप्रोनिलको प्रतिकूल प्रभावहरू राम्रोसँग दस्तावेज गरिएको छ (15, 21, 24, 25, 32, 33), तर यो पहिलो अध्ययन हो जसमा यो नियन्त्रित प्रयोगशाला वातावरणमा संवेदनशील छ।ट्याक्सका समुदायहरू फिप्रोनिल यौगिकहरूको सम्पर्कमा आएका थिए, र नतिजाहरू महाद्वीपीय स्तरमा एक्स्ट्रपोलेट गरिएको थियो।30-दिनको मेसोकोस्मिक प्रयोगको नतिजाले साहित्यमा रिपोर्ट नगरिएको एकाग्रताको साथ 15 अलग जलीय कीट समूहहरू (तालिका S1) उत्पादन गर्न सक्छ, जसमध्ये विषाक्तता डाटाबेसमा जलीय कीराहरूलाई कम प्रतिनिधित्व गरिएको छ (53, 54)।Taxa-विशिष्ट खुराक-प्रतिक्रिया कर्भहरू (जस्तै EC50) समुदाय-स्तर परिवर्तनहरूमा प्रतिबिम्बित हुन्छन् (जस्तै ट्याक्सा समृद्धि र फ्लाइ प्रचुरता हानि) र कार्यात्मक परिवर्तनहरू (जस्तै पोषण क्यास्केडहरू र उपस्थितिमा परिवर्तनहरू)।मेसोस्कोपिक ब्रह्माण्डको प्रभाव फिल्डमा एक्स्ट्रापोलेट गरिएको थियो।संयुक्त राज्य अमेरिकाका पाँचवटा अनुसन्धान क्षेत्रहरू मध्ये चारमा, फिल्ड-मापन गरिएको फिप्रोनिल एकाग्रता प्रवाहयोग्य पानीमा जलीय पारिस्थितिक प्रणालीको गिरावटसँग सम्बन्धित थियो।
मध्यम झिल्ली प्रयोगमा प्रजातिहरूको 95% को HC5 मानको सुरक्षात्मक प्रभाव छ, जसले समग्र जलीय इन्भर्टेब्रेट समुदायहरू पहिले बुझिएको भन्दा फिप्रोनिल यौगिकहरूप्रति बढी संवेदनशील छन् भनेर संकेत गर्दछ।प्राप्त HC5 मान (florfenib, 4.56 ng/liter; desulfoxirane, 3.55 ng/liter; sulfone, 2.86 ng/liter; सल्फाइड, 3.52 ng/liter) धेरै गुणा (florfenib) देखि तीन गुणा म्याग्निच्युड (uldes) को क्रम भन्दा बढी छ। ) हालको EPA क्रोनिक इन्भर्टेब्रेट बेन्चमार्क तल [fipronil, 11 ng/liter;desulfinyl, 10,310 ng/liter;सल्फोन, 37 एनजी / लीटर;र सल्फाइड, 110 एनजी/लिटर (8)]।मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूले EPA क्रोनिक इन्भर्टेब्रेट बेन्चमार्क (4 समूहहरू जो फिप्रोनिलको लागि बढी संवेदनशील छन्, 13 जोडी सल्फोन र 13 जोडीहरू) सल्फाइड संवेदनशीलता) (चित्र 4 र 13 जोडीहरू) द्वारा संकेत गरिएका धेरै समूहहरू फिप्रोनिलप्रति संवेदनशील छन् भनेर पहिचान गरे। तालिका) S1)।यसले देखाउँछ कि बेन्चमार्कहरूले धेरै प्रजातिहरूलाई जोगाउन सक्दैन जुन मध्य संसारमा पनि अवलोकन गरिन्छ, जुन जलीय पारिस्थितिक प्रणालीहरूमा पनि व्यापक छन्।हाम्रो नतिजा र हालको बेन्चमार्क बीचको भिन्नता मुख्यतया जलीय कीट ट्याक्साको दायरामा लागू हुने फिप्रोनिल विषाक्तता परीक्षण डेटाको अभावको कारण हो, विशेष गरी जब एक्सपोजर समय 4 दिन भन्दा बढी हुन्छ र फिप्रोनिल घट्छ।30-दिनको मेसोकोस्मिक प्रयोगको क्रममा, इन्भर्टेब्रेट समुदायका अधिकांश कीराहरू सामान्य परीक्षण जीव Aztec (क्रस्टेसियन) भन्दा फिप्रोनिलप्रति बढी संवेदनशील थिए, एजटेकलाई सुधार गरेपछि पनि Teike को EC50 ले तीव्र रूपान्तरण पछि उस्तै बनाउँछ।(सामान्यतया ९६ घण्टा) देखि पुरानो एक्सपोजर समय (चित्र S7)।मध्यम झिल्ली प्रयोग र मानक परीक्षण जीव Chironomus dilutus (एक कीरा) को प्रयोग गरेर ECOTOX मा रिपोर्ट गरिएको अध्ययन बीच एक राम्रो सहमति पुग्यो।यो अचम्मको कुरा होइन कि जलीय कीराहरू विशेष गरी कीटनाशकहरूप्रति संवेदनशील हुन्छन्।एक्सपोजर समय समायोजन नगरीकन, मेसो-स्केल प्रयोग र ECOTOX डाटाबेसको व्यापक डाटाले देखाएको छ कि धेरै ट्याक्सलाई पातलो क्लोस्ट्रिडियम (चित्र S6) भन्दा फिप्रोनिल यौगिकहरूमा बढी संवेदनशील भएको देखियो।यद्यपि, एक्सपोजर समय समायोजन गरेर, डाइल्युसन क्लोस्ट्रिडियम फिप्रोनिल (अभिभावक) र सल्फाइडको लागि सबैभन्दा संवेदनशील जीव हो, यद्यपि यो सल्फोन (चित्र S7) को लागी संवेदनशील छैन।यी परिणामहरूले जलीय जीवहरूलाई जोगाउन सक्ने वास्तविक कीटनाशक सांद्रताहरू उत्पादन गर्न धेरै प्रकारका जलीय जीवहरू (बहु कीराहरू सहित) समावेश गर्ने महत्त्वलाई चित्रण गर्दछ।
SSD विधिले दुर्लभ वा असंवेदनशील taxa लाई सुरक्षित गर्न सक्छ जसको EC50 निर्धारण गर्न सकिँदैन, जस्तै Cinygmula sp।, Isoperla fulva र Brachycentrus americanus।ट्याक्सा प्रचुरताको EC50 मानहरू र सामुदायिक संरचनामा परिवर्तनहरू प्रतिबिम्बित गर्ने प्रशस्त उडानहरू फिप्रोनिल, सल्फोन र सल्फाइडको SSD को HC50 मानहरूसँग मिल्दोजुल्दो छन्।प्रोटोकलले निम्न विचारलाई समर्थन गर्दछ: थ्रेसहोल्डहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गरिने SSD विधिले समुदायमा दुर्लभ वा असंवेदनशील कर सहित सम्पूर्ण समुदायलाई सुरक्षित गर्न सक्छ।केही ट्याक्स वा असंवेदनशील ट्याक्समा आधारित SSDs बाट निर्धारण गरिएको जलीय जीवहरूको थ्रेसहोल्ड जलीय पारिस्थितिकी तंत्रको सुरक्षा गर्न धेरै अपर्याप्त हुन सक्छ।यो desulfinyl (चित्र S6B) को मामला हो।ECOTOX डाटाबेसमा डाटाको अभावको कारण, EPA क्रोनिक इन्भर्टेब्रेट बेसलाइन एकाग्रता 10,310 ng/L छ, जुन HC5 को 3.55 ng/L भन्दा चार अर्डर म्याग्निच्युड हो।मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूमा उत्पादित विभिन्न वर्गीकरण प्रतिक्रिया सेटहरूको नतिजा।विषाक्तता डेटाको कमी विशेष गरी सल्फोन र सल्फाइडका लागि अवस्थित जलीय जैविक बेन्चमार्कहरू चाइना ब्रह्माण्डमा आधारित SSD HC5 मान भन्दा 15 देखि 30 गुणा कम संवेदनशील छन् भनेर व्याख्या गर्न सकिने यौगिकहरू (चित्र S6) को लागि विशेष रूपमा समस्याग्रस्त छ।मध्यम झिल्ली विधिको फाइदा भनेको एकल प्रयोगमा धेरै EC50 मानहरू निर्धारण गर्न सकिन्छ, जुन पूर्ण SSD (उदाहरणका लागि, desulfinyl; चित्र 4B र चित्रहरू S6B र S7B) बनाउन पर्याप्त छ, र यसले महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। संरक्षित इकोसिस्टमको प्राकृतिक करमा धेरै प्रतिक्रियाहरू।
मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूले देखाउँछन् कि फिप्रोनिल र यसको गिरावट उत्पादनहरूले सामुदायिक कार्यमा स्पष्ट सूक्ष्म र अप्रत्यक्ष प्रतिकूल प्रभाव पार्न सक्छ।मेसोस्कोपिक प्रयोगमा, सबै पाँचवटा फिप्रोनिल यौगिकहरूले कीराहरूको उदयलाई असर गरेको देखिन्छ।उच्चतम र न्यून सांद्रता (व्यक्तिगत उदयको अवरोध र उत्तेजना वा उदयको समयमा परिवर्तनहरू) बीचको तुलनाको नतिजाहरू कीटनाशक बिफेन्थ्रिन (२९) को प्रयोग गरेर मेसो प्रयोगहरूको अघिल्लो रिपोर्ट गरिएका परिणामहरूसँग मेल खान्छ।वयस्कहरूको उदयले महत्त्वपूर्ण पारिस्थितिक कार्यहरू प्रदान गर्दछ र फिप्रोनिल (55, 56) जस्ता प्रदूषकहरूद्वारा परिवर्तन गर्न सकिन्छ।कीटहरूको प्रजनन र जनसंख्याको निरन्तरताको लागि एकै साथ उद्भव मात्र महत्त्वपूर्ण छैन, तर परिपक्व कीराहरूको आपूर्तिको लागि पनि महत्त्वपूर्ण छ, जुन जलीय र स्थलीय जनावरहरूको लागि खानाको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ (56)।बिरुवाको उदय रोक्न जलीय पारिस्थितिक प्रणाली र रिपेरियन इकोसिस्टमहरू बीचको खाना आदानप्रदानमा प्रतिकूल असर पार्न सक्छ, र जलीय प्रदूषकहरूको प्रभावलाई स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्रहरूमा फैलाउन सक्छ (55, 56)।मेसो-स्केल प्रयोगमा देखाइएको स्क्र्यापर (शैवाल खाने कीराहरू) को प्रचुरतामा कमीको परिणामले शैवाल खपतमा कमी आयो, जसको परिणामस्वरूप क्लोरोफिल ए (चित्र 3) मा वृद्धि भयो।यस ट्राफिक क्यास्केडले तरल खानाको वेबमा कार्बन र नाइट्रोजन फ्लक्सहरू परिवर्तन गर्दछ, बेन्थिक समुदायहरूमा पाइरेथ्रोइड बिफेन्थ्रिनको प्रभावहरूको मूल्याङ्कन गर्ने अध्ययन जस्तै (२९)।तसर्थ, फिप्रोनिल र यसको क्षरण उत्पादनहरू, पाइरेथ्रोइडहरू, र सम्भवतः अन्य प्रकारका कीटनाशकहरू जस्ता फेनिलपाइराजोलहरूले अप्रत्यक्ष रूपमा अल्गल बायोमासमा वृद्धि र साना धाराहरूमा कार्बन र नाइट्रोजनको गडबडीलाई बढावा दिन सक्छन्।अन्य प्रभावहरूले जलीय र स्थलीय इकोसिस्टमहरू बीचको कार्बन र नाइट्रोजन चक्रको विनाशमा विस्तार गर्न सक्छ।
मध्यम झिल्ली परीक्षणबाट प्राप्त जानकारीले हामीलाई संयुक्त राज्य अमेरिकाका पाँच क्षेत्रहरूमा सञ्चालन गरिएका ठूला-ठूला क्षेत्रीय अध्ययनहरूमा मापन गरिएको फिप्रोनिल कम्पाउन्ड सांद्रताको पारिस्थितिक सान्दर्भिकता मूल्याङ्कन गर्न अनुमति दियो।444 साना स्ट्रिमहरूमा, एक वा बढी फिप्रोनिल यौगिकहरूको औसत एकाग्रताको 17% (औसत 4 हप्ता भन्दा बढी) मिडिया परीक्षणबाट प्राप्त HC5 मान नाघ्यो।मापन गरिएको फिप्रोनिल कम्पाउन्ड एकाग्रतालाई विषाक्तता-सम्बन्धित सूचकांकमा रूपान्तरण गर्न मेसो-स्केल प्रयोगबाट SSD प्रयोग गर्नुहोस्, त्यो हो, विषाक्तता एकाइहरूको योग (ΣTUFipronils)।1 को मानले विषाक्तता वा फिप्रोनिल कम्पाउन्डको संचयी एक्सपोजर 95% मूल्यको ज्ञात संरक्षण प्रजातिहरू भन्दा बढी हुन्छ।पाँच मध्ये चार क्षेत्रहरूमा ΣTUFipronil र invertebrate सामुदायिक स्वास्थ्यको SPEAR कीटनाशक सूचक बीचको महत्त्वपूर्ण सम्बन्धले संकेत गर्दछ कि फिप्रोनिलले संयुक्त राज्यका धेरै क्षेत्रहरूमा नदीहरूमा बेन्थिक इन्भर्टेब्रेट समुदायहरूलाई प्रतिकूल असर पार्न सक्छ।यी परिणामहरूले Wolfram et al को परिकल्पनालाई समर्थन गर्दछ।(३) संयुक्त राज्य अमेरिकाको सतहको पानीमा फेनपाइराजोल कीटनाशकको ​​जोखिम पूर्ण रूपमा बुझिएको छैन किनभने जलीय कीराहरूमा प्रभाव हालको नियामक सीमाभन्दा तल हुन्छ।
विषाक्त स्तर भन्दा माथि फिप्रोनिल सामग्री भएका अधिकांश स्ट्रिमहरू अपेक्षाकृत सहरीकृत दक्षिणपूर्वी क्षेत्रमा अवस्थित छन् (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA)।यस क्षेत्रको अघिल्लो मूल्याङ्कनले खाडीको इन्भर्टेब्रेट सामुदायिक संरचनालाई असर गर्ने मुख्य तनाव भनेको फिप्रोनिल मात्र होइन, कम घुलनशील अक्सिजन, बढ्दो पोषक तत्व, प्रवाह परिवर्तन, बासस्थानको ह्रास, र अन्य कीटनाशक र प्रदूषक वर्ग पनि हो भन्ने निष्कर्ष निकालेको थियो। तनाव को स्रोत (57)।तनावको यो मिश्रण "शहरी नदी सिन्ड्रोम" सँग मिल्दोजुल्दो छ, जुन नदीको इकोसिस्टमको ह्रास हो जुन सामान्यतया शहरी भूमि प्रयोगको सम्बन्धमा अवलोकन गरिन्छ (५८, ५९)।दक्षिणपूर्व क्षेत्रमा सहरी भूमि प्रयोग संकेतहरू बढ्दै गएका छन् र यस क्षेत्रको जनसंख्या बढ्दै जाँदा वृद्धि हुने अपेक्षा गरिएको छ।शहरी बहावमा भविष्यको सहरी विकास र कीटनाशकहरूको प्रभाव बढ्ने अपेक्षा गरिएको छ (४)।यदि सहरीकरण र फिप्रोनिलको प्रयोग बढ्दै गयो भने, सहरहरूमा यो कीटनाशकको ​​प्रयोगले स्ट्रिम समुदायहरूलाई झन् झन् प्रभाव पार्न सक्छ।यद्यपि मेटा-विश्लेषणले निष्कर्ष निकाल्छ कि कृषि कीटनाशकहरूको प्रयोगले विश्वव्यापी स्ट्रिम इकोसिस्टमहरू (२, ६०) लाई खतरामा पार्छ, हामी मान्दछौं कि यी मूल्याङ्कनहरूले शहरी प्रयोगहरू बाहेक कीटनाशकहरूको समग्र विश्वव्यापी प्रभावलाई कम आँकलन गर्छ।
कीटनाशकहरू सहित विभिन्न तनावहरूले विकसित जलाधार क्षेत्र (शहरी, कृषि र मिश्रित भूमि प्रयोग) मा म्याक्रोइनभर्टिब्रेट समुदायहरूलाई असर गर्न सक्छ र भूमि प्रयोगसँग सम्बन्धित हुन सक्छ (58, 59, 61)।यद्यपि यस अध्ययनले भ्रामक कारकहरूको प्रभावलाई कम गर्न SPEAR कीटनाशक सूचक र जलीय जीव-विशिष्ट फिप्रोनिल विषाक्तता विशेषताहरू प्रयोग गरेको छ, तर SPEAR कीटनाशक सूचकको कार्यसम्पादन वासस्थानको ह्रासबाट प्रभावित हुन सक्छ, र फिप्रोनिललाई अन्य कीटनाशकहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ (4,7 ५१, ५७)।यद्यपि, पहिलो दुई क्षेत्रीय अध्ययनहरू (मध्यपश्चिमी र दक्षिणपूर्वी) बाट क्षेत्र मापन प्रयोग गरेर विकसित गरिएको बहुविध तनाव मोडेलले खोलाहरू खोलाहरूमा म्याक्रोइन्भर्टिब्रेट समुदायको अवस्थाका लागि कीटनाशकहरू महत्त्वपूर्ण अपस्ट्रिम तनाव हो भनेर देखाएको छ।यी मोडेलहरूमा, महत्त्वपूर्ण व्याख्यात्मक चरहरूमा कीटनाशकहरू (विशेष गरी बिफेन्थ्रिन), मध्यपश्चिमका धेरैजसो कृषि धाराहरूमा पोषक तत्वहरू र बासस्थानका विशेषताहरू, र दक्षिणपूर्वका अधिकांश शहरहरूमा कीटनाशकहरू (विशेष गरी फिप्रोनिल) समावेश छन्।अक्सिजन, पोषक तत्व र प्रवाहमा परिवर्तन (61, 62)।तसर्थ, यद्यपि क्षेत्रीय अध्ययनहरूले प्रतिक्रिया सूचकहरूमा गैर-कीटनाशक तनावहरूको प्रभावलाई सम्बोधन गर्ने र फिप्रोनिलको प्रभावलाई वर्णन गर्न भविष्यवाणी गर्ने संकेतकहरू समायोजन गर्ने प्रयास गरे तापनि, यस सर्वेक्षणको क्षेत्र परिणामहरूले फिप्रोनिलको दृष्टिकोणलाई समर्थन गर्दछ।) विशेष गरी दक्षिणपूर्वी संयुक्त राज्य अमेरिकामा अमेरिकी नदीहरूमा दबाबको सबैभन्दा प्रभावशाली स्रोतहरू मध्ये एक मानिनुपर्छ।
वातावरणमा कीटनाशक ह्रासको घटना विरलै दस्तावेज गरिएको छ, तर जलीय जीवहरूको लागि खतरा अभिभावक शरीर भन्दा बढी हानिकारक हुन सक्छ।फिप्रोनिलको मामलामा, क्षेत्रीय अध्ययन र मेसो-स्केल प्रयोगहरूले देखाएको छ कि क्षरण उत्पादनहरू नमूना स्ट्रिमहरूमा मूल शरीर जत्तिकै सामान्य छन् र समान वा उच्च विषाक्तता छ (तालिका 1)।मध्यम झिल्ली प्रयोगमा, फ्लोरोबेन्जोनिट्रिल सल्फोन अध्ययन गरिएको कीटनाशक क्षय उत्पादनहरू मध्ये सबैभन्दा विषाक्त थियो, र यो अभिभावक यौगिक भन्दा बढी विषाक्त थियो, र यो पनि अभिभावक यौगिक जस्तै आवृत्तिमा पत्ता लगाइएको थियो।यदि मूल कीटनाशकहरू मात्र मापन गरिन्छ भने, सम्भावित विषाक्तता घटनाहरू याद गर्न सकिँदैन, र कीटनाशक गिरावटको समयमा विषाक्तता जानकारीको सापेक्ष अभावको अर्थ तिनीहरूको घटना र परिणामहरूलाई बेवास्ता गर्न सकिन्छ।उदाहरणका लागि, क्षय उत्पादनहरूको विषाक्तताको बारेमा जानकारीको अभावको कारण, स्विस स्ट्रिमहरूमा कीटनाशकहरूको एक व्यापक मूल्याङ्कन गरिएको थियो, 134 कीटनाशक क्षय उत्पादनहरू सहित, र यसको इकोटोक्सिकोलजिकल जोखिम मूल्याङ्कनमा केवल अभिभावक कम्पाउन्डलाई अभिभावक कम्पाउन्डको रूपमा मानिएको थियो।
यस पारिस्थितिक जोखिम मूल्याङ्कनका नतिजाहरूले फिप्रोनिल यौगिकहरूले नदीको स्वास्थ्यमा प्रतिकूल प्रभाव पार्छ भनी संकेत गर्दछ, त्यसैले यो उचित रूपमा अनुमान गर्न सकिन्छ कि जहाँ पनि फिप्रोनिल यौगिकहरूले HC5 स्तर नाघेको प्रतिकूल प्रभावहरू देख्न सकिन्छ।मेसोस्कोपिक प्रयोगहरूको नतिजाहरू स्थानबाट स्वतन्त्र छन्, यसले सङ्केत गर्छ कि धेरै स्ट्रिम ट्याक्सामा फिप्रोनिल र यसको गिरावट उत्पादनहरूको एकाग्रता पहिले रेकर्ड गरिएको भन्दा धेरै कम छ।हामी विश्वास गर्छौं कि यो खोज जुनसुकै ठाउँमा पुरानो स्ट्रिमहरूमा प्रोटोबायोटामा विस्तार गर्न सकिन्छ।मेसो-स्केल प्रयोगको नतिजाहरू ठूला-ठूला क्षेत्र अध्ययनहरूमा लागू गरियो (संयुक्त राज्य अमेरिकाका पाँच प्रमुख क्षेत्रहरूमा शहरी, कृषि, र भूमि मिश्रित प्रयोगहरू मिलेर बनेको 444 साना स्ट्रिमहरू), र यो फेला पर्यो कि धेरै स्ट्रिमहरूको एकाग्रता। जहाँ fipronil पत्ता लगाइएको थियो भन्ने आशा गरिएको छ परिणामस्वरूप विषाक्तताले सुझाव दिन्छ कि यी परिणामहरू अन्य देशहरूमा विस्तार हुन सक्छ जहाँ फिप्रोनिल प्रयोग गरिन्छ।रिपोर्टका अनुसार जापान, बेलायत र अमेरिका (७) मा फिप्रोनिल प्रयोग गर्नेको संख्या बढ्दै गएको छ ।फिप्रोनिल अष्ट्रेलिया, दक्षिण अमेरिका र अफ्रिका (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208) सहित लगभग हरेक महादेशमा अवस्थित छ।यहाँ प्रस्तुत गरिएको मेसो-टु-फिल्ड अध्ययनको नतिजाले संकेत गर्दछ कि फिप्रोनिलको प्रयोगले विश्वव्यापी स्तरमा पारिस्थितिक महत्त्व हुन सक्छ।
यस लेखको लागि पूरक सामग्रीहरूको लागि, कृपया हेर्नुहोस् http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1
यो क्रिएटिभ कमन्स एट्रिब्युसन-गैर-व्यावसायिक इजाजतपत्रका सर्तहरू अन्तर्गत वितरित खुला पहुँच लेख हो, जसले कुनै पनि माध्यममा प्रयोग, वितरण र पुनरुत्पादन गर्न अनुमति दिन्छ, जबसम्म अन्तिम प्रयोग व्यावसायिक लाभको लागि होइन र आधार यो हो कि मौलिक काम सही छ।सन्दर्भ।
नोट: हामीले तपाइँलाई तपाइँको इमेल ठेगाना प्रदान गर्न मात्र सोध्छौं ताकि तपाइँले पृष्ठमा सिफारिस गर्ने व्यक्तिलाई थाहा छ कि तपाइँ उनीहरूले इमेल हेर्न चाहनुहुन्छ र यो स्पाम होइन।हामी कुनै पनि इमेल ठेगानाहरू कब्जा गर्दैनौं।
यो प्रश्न तपाईं आगन्तुक हुनुहुन्छ कि छैन भनेर परीक्षण गर्न र स्वचालित स्प्याम सबमिशन रोक्न प्रयोग गरिन्छ।
जेनेट एल. मिलर, ट्राभिस एस. श्मिट, पिटर सी. भान मेट्रे, बारबरा महलर (बार्बरा जे. महलर, मार्क डब्ल्यू स्यान्डस्ट्रम, लिसा एच. नोवेल, ड्यारेन एम. कार्लिस्ले, प्याट्रिक डब्ल्यू. मोरान
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि अमेरिकी स्ट्रिमहरूमा बारम्बार पत्ता लाग्ने सामान्य कीटनाशकहरू पहिले सोचेको भन्दा बढी विषाक्त हुन्छन्।
जेनेट एल. मिलर, ट्राभिस एस. श्मिट, पिटर सी. भान मेट्रे, बारबरा महलर (बार्बरा जे. महलर, मार्क डब्ल्यू स्यान्डस्ट्रम, लिसा एच. नोवेल, ड्यारेन एम. कार्लिस्ले, प्याट्रिक डब्ल्यू. मोरान
अध्ययनहरूले देखाएको छ कि अमेरिकी स्ट्रिमहरूमा बारम्बार पत्ता लाग्ने सामान्य कीटनाशकहरू पहिले सोचेको भन्दा बढी विषाक्त हुन्छन्।
©२०२१ अमेरिकन एसोसिएशन फर द एडभान्समेन्ट अफ साइन्स।सबै अधिकार सुरक्षित।AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef र COUNTER को साझेदार हो।ScienceAdvances ISSN 2375-2548।