ნაკადებში პესტიციდები სულ უფრო მეტად ხდება გლობალური შეშფოთება, მაგრამ მცირე ინფორმაციაა წყლის ეკოსისტემების უსაფრთხო კონცენტრაციის შესახებ.30-დღიან მეზოკოსმოსურ ექსპერიმენტში, ძირფესვიანი წყლის უხერხემლოები ექვემდებარებოდნენ საერთო ინსექტიციდს ფიპრონილს და ოთხი სახის დეგრადაციის პროდუქტს.ფიპრონილის ნაერთმა გამოიწვია ცვლილებები აღმოცენებასა და ტროფიკულ კასკადში.შემუშავებულია ეფექტური კონცენტრაცია (EC50), რომლის დროსაც ფიპრონილი და მისი სულფიდური, სულფონი და დესულფინილის დეგრადაციის პროდუქტები იწვევენ 50%-იან პასუხს.ტაქსანი არ არის მგრძნობიარე ფიპრონილის მიმართ.დაზარალებული სახეობების 5%-ის საშიშროების კონცენტრაცია 15 მეზოკოსმოსური EC50 მნიშვნელობიდან გამოიყენება ფიპრონილის ნაერთის კონცენტრაციის საველე ნიმუშში გადასაყვანად ტოქსიკური ერთეულების ჯამად (∑TUFipronils).ხუთი რეგიონალური კვლევის შედეგად მიღებული ნაკადების 16%-ში ∑TUFipronil-ის საშუალო მაჩვენებელი 1-ს აჭარბებდა (ტოქსიკურობაზე მიუთითებს).რისკის ქვეშ მყოფი სახეობების უხერხემლო ინდიკატორები უარყოფითად არის დაკავშირებული TUTUipronil-თან შერჩევის ხუთიდან ოთხ ზონაში.ეს ეკოლოგიური რისკის შეფასება აჩვენებს, რომ ფიპრონილის ნაერთების დაბალი კონცენტრაცია შეამცირებს ნაკადის თემებს შეერთებული შტატების ბევრ ნაწილში.
მიუხედავად იმისა, რომ სინთეზური ქიმიკატების წარმოება მნიშვნელოვნად გაიზარდა ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, ამ ქიმიკატების გავლენა არასამიზნე ეკოსისტემებზე ბოლომდე არ არის გასაგები (1).ზედაპირულ წყლებში, სადაც გლობალური სასოფლო-სამეურნეო მიწების 90% იკარგება, არ არსებობს მონაცემები სასოფლო-სამეურნეო პესტიციდების შესახებ, მაგრამ სადაც არის მონაცემები, პესტიციდების მარეგულირებელი ზღვრების გადალახვის დრო ნახევარია (2).შეერთებულ შტატებში ზედაპირულ წყლებში სოფლის მეურნეობის პესტიციდების მეტა-ანალიზმა აჩვენა, რომ სინჯების აღების ადგილების 70%-ში მინიმუმ ერთი პესტიციდი აჭარბებდა მარეგულირებელ ზღვარს (3).თუმცა, ეს მეტაანალიზები (2, 3) ფოკუსირებულია მხოლოდ ზედაპირულ წყლებზე, რომლებიც გავლენას ახდენს სასოფლო-სამეურნეო მიწის გამოყენებაზე და წარმოადგენს დისკრეტული კვლევების შეჯამებას.პესტიციდები, განსაკუთრებით ინსექტიციდები, ასევე არსებობს მაღალი კონცენტრაციით ურბანული ლანდშაფტის დრენაჟში (4).იშვიათია პესტიციდების ყოვლისმომცველი შეფასების ჩატარება სოფლის მეურნეობისა და ურბანული ლანდშაფტების ზედაპირულ წყლებში;შესაბამისად, არ არის ცნობილი, წარმოადგენს თუ არა პესტიციდები ფართომასშტაბიან საფრთხეს ზედაპირული წყლის რესურსებსა და მათ ეკოლოგიურ მთლიანობას.
ბენზოპირაზოლები და ნეონიკოტინოიდები შეადგენდნენ პესტიციდების გლობალური ბაზრის მესამედს 2010 წელს (5).შეერთებული შტატების ზედაპირულ წყლებში ფიპრონილი და მისი დეგრადაციის პროდუქტები (ფენილპირაზოლები) ყველაზე გავრცელებული პესტიციდური ნაერთებია და მათი კონცენტრაცია ჩვეულებრივ აღემატება წყლის სტანდარტებს (6-8).მიუხედავად იმისა, რომ ნეონიკოტინოიდებმა ყურადღება მიიპყრეს ფუტკრებზე და ფრინველებზე გავლენის და მათი გავრცელების გამო (9), ფიპრონილი უფრო ტოქსიკურია თევზისა და ფრინველისთვის (10), ხოლო ფენილპირაზოლების კლასის სხვა ნაერთებს აქვთ ჰერბიციდური ეფექტი (5).ფიპრონილი არის სისტემური ინსექტიციდი, რომელიც გამოიყენება მავნებლების გასაკონტროლებლად ქალაქურ და სასოფლო-სამეურნეო გარემოში.მას შემდეგ, რაც ფიპრონილი მსოფლიო ბაზარზე შემოვიდა 1993 წელს, ფიპრონილის გამოყენება შეერთებულ შტატებში, იაპონიასა და გაერთიანებულ სამეფოში მნიშვნელოვნად გაიზარდა (5).შეერთებულ შტატებში ფიპრონილს იყენებენ ჭიანჭველებისა და ტერმიტების გასაკონტროლებლად და გამოიყენება კულტურებში, მათ შორის სიმინდის (თესლის დამუშავების ჩათვლით), კარტოფილსა და ბაღებში (11, 12).ფიპრონილის სასოფლო-სამეურნეო გამოყენებამ შეერთებულ შტატებში პიკს მიაღწია 2002 წელს (13).მიუხედავად იმისა, რომ ურბანული გამოყენების ეროვნული მონაცემები არ არის ხელმისაწვდომი, კალიფორნიაში ურბანული გამოყენება პიკს მიაღწია 2006 და 2015 წლებში (https://calpip.cdpr.ca) .gov/main .cfm, წვდომა 2019 წლის 2 დეკემბერს).მიუხედავად იმისა, რომ ფიპრონილის მაღალი კონცენტრაცია (6,41 მკგ/ლ) გვხვდება ნაკადულებში ზოგიერთ სასოფლო-სამეურნეო ზონაში გამოყენების მაღალი მაჩვენებლებით (14), სოფლის მეურნეობის ნაკადებთან შედარებით, აშშ-ში ურბანული ნაკადები, როგორც წესი, აქვთ უფრო მეტი გამოვლენა და მაღალი მაღალი კონცენტრაციები, დადებითი. შტორმების გაჩენა ასოცირდება ტესტთან (6, 7, 14-17).
ფიპრონილი ხვდება ჩამონადენის წყლის ეკოსისტემაში ან ირეცხება ნიადაგიდან ნაკადში (7, 14, 18).ფიპრონილს აქვს დაბალი ცვალებადობა (ჰენრის კანონის მუდმივი 2.31×10-4 Pam3 mol-1), დაბალი და ზომიერი წყალში ხსნადობა (3.78 მგ/ლ 20°C-ზე) და ზომიერი ჰიდროფობიურობა (log Kow არის 3.9-დან 4.1-მდე). ნიადაგში მობილურობა ძალიან მცირეა (log Koc არის 2.6-დან 3.1-მდე) (12, 19) და ის ავლენს დაბალი და საშუალო მდგრადობას გარემოში (20).ფინაზეპრილი იშლება ფოტოლიზის, დაჟანგვის, pH-დამოკიდებული ჰიდროლიზისა და შემცირების შედეგად, წარმოქმნის დეგრადაციის ოთხ ძირითად პროდუქტს: დესულფოქსიფენაპრილი (არც სულფოქსიდი), ფენაპრენიპ სულფონი (სულფონი), ფილოფენამიდი (ამიდი) და ფილოფენიბის სულფიდი (სულფიდი).ფიპრონილის დეგრადაციის პროდუქტები უფრო სტაბილური და გამძლეა, ვიდრე ძირითადი ნაერთი (21, 22).
ფიპრონილის ტოქსიკურობა და მისი დეგრადაცია არასამიზნე სახეობებად (როგორიცაა წყლის უხერხემლოები) კარგად არის დოკუმენტირებული (14, 15).ფიპრონილი არის ნეიროტოქსიკური ნაერთი, რომელიც ხელს უშლის ქლორიდის იონების გავლას მწერებში გამა-ამინობუტირის მჟავით რეგულირებულ ქლორიდულ არხში, რაც იწვევს საკმარის კონცენტრაციას ზედმეტი აგზნების და სიკვდილის გამოწვევისთვის (20).ფიპრონილი შერჩევით ტოქსიკურია, ამიტომ მას აქვს მწერებისადმი უფრო დიდი მიდრეკილება რეცეპტორებთან, ვიდრე ძუძუმწოვრები (23).ფიპრონილის დეგრადაციის პროდუქტების ინსექტიციდური აქტივობა განსხვავებულია.სულფონისა და სულფიდის ტოქსიკურობა მტკნარი წყლის უხერხემლოებისთვის მსგავსი ან უფრო მაღალია, ვიდრე ძირითადი ნაერთის.დესულფინილს აქვს ზომიერი ტოქსიკურობა, მაგრამ ნაკლებად ტოქსიკურია, ვიდრე ძირითადი ნაერთი.შედარებით არატოქსიკური (23, 24).წყლის უხერხემლოების მგრძნობელობა ფიპრონილისა და ფიპრონილის დეგრადაციის მიმართ მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტაქსონებში და შორის (15), და ზოგიერთ შემთხვევაში აღემატება სიდიდის ბრძანებას (25).დაბოლოს, არსებობს მტკიცებულება, რომ ფენილპირაზოლები უფრო ტოქსიკურია ეკოსისტემისთვის, ვიდრე ადრე ეგონათ (3).
ლაბორატორიული ტოქსიკურობის ტესტირებაზე დაფუძნებული წყლის ბიოლოგიური ინდიკატორები შეიძლება არ შეაფასონ საველე პოპულაციების რისკი (26-28).წყლის სტანდარტები, როგორც წესი, დადგენილია ერთი სახეობის ლაბორატორიული ტოქსიკურობის ტესტირებით ერთი ან რამდენიმე წყლის უხერხემლო სახეობის გამოყენებით (მაგალითად, დიპტერა: Chironomidae: Chironomus და Crustacea: Daphnia magna და Hyalella azteca).ეს საცდელი ორგანიზმები ზოგადად უფრო ადვილად მოსავლელია, ვიდრე სხვა ბენთური მაკროუხერხემლოები (მაგალითად, phe გვარის::) და ზოგიერთ შემთხვევაში ნაკლებად მგრძნობიარენი არიან დამაბინძურებლების მიმართ.მაგალითად, D. Magna ნაკლებად მგრძნობიარეა მრავალი ლითონის მიმართ, ვიდრე გარკვეული მწერები, ხოლო A. zteca ნაკლებად მგრძნობიარეა პირეტროიდული ინსექტიციდის ბიფენტრინის მიმართ, ვიდრე მისი მგრძნობელობა ჭიების მიმართ (29, 30).არსებული კრიტერიუმების კიდევ ერთი შეზღუდვა არის გამოთვლებში გამოყენებული ბოლო წერტილები.მწვავე კრიტერიუმები ეფუძნება სიკვდილიანობას (ან ფიქსირდება კიბოსნაირებისთვის), ხოლო ქრონიკული ნიშნული ჩვეულებრივ ეფუძნება ქველეტალურ საბოლოო წერტილებს (როგორიცაა ზრდა და გამრავლება) (ასეთის არსებობის შემთხვევაში).თუმცა, არსებობს ფართოდ გავრცელებული ქველეტალური ეფექტები, როგორიცაა ზრდა, გაჩენა, დამბლა და განვითარების შეფერხება, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ტაქსონისა და საზოგადოების დინამიკის წარმატებაზე.შედეგად, მიუხედავად იმისა, რომ ბენჩმარკი იძლევა ეფექტის ბიოლოგიური მნიშვნელობის ფონს, ეკოლოგიური აქტუალობა, როგორც ტოქსიკურობის ზღვარი, გაურკვეველია.
იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ ფიპრონილის ნაერთების ზემოქმედება ბენთურ წყლის ეკოსისტემებზე (უხერხემლოები და წყალმცენარეები), ბუნებრივი ბენთური საზოგადოებები შეიყვანეს ლაბორატორიაში და ექვემდებარებოდნენ კონცენტრაციის გრადიენტებს ფიპრონილის 30-დღიანი ნაკადის ან ფიპრონილის დეგრადაციის ოთხი ექსპერიმენტიდან ერთ-ერთის დროს.კვლევის მიზანია წარმოქმნას სახეობის სპეციფიკური 50%-იანი ეფექტის კონცენტრაცია (EC50 მნიშვნელობა) ფიპრონილის თითოეული ნაერთისთვის, რომელიც წარმოადგენს მდინარის საზოგადოების ფართო ტაქსონს, და დადგინდეს დამაბინძურებლების ზემოქმედება თემის სტრუქტურასა და ფუნქციაზე [ანუ, საშიშროების კონცენტრაცია] 5 დაზარალებული სახეობების % (HC5) და არაპირდაპირი ეფექტები, როგორიცაა შეცვლილი აღმოცენება და ტროფიკული დინამიკა].შემდეგ ბარიერი (ნაერთების სპეციფიკური HC5 მნიშვნელობა) მიღებული მეზოსკოპური ექსპერიმენტიდან გამოიყენეს შეერთებული შტატების გეოლოგიური კვლევის (USGS) მიერ შეგროვებულ ველზე შეერთებული შტატების ხუთი რეგიონიდან (ჩრდილო-აღმოსავლეთი, სამხრეთ-აღმოსავლეთი, შუა დასავლეთი, ჩრდილო-დასავლეთი წყნარი ოკეანე და ცენტრალური კალიფორნია). სანაპირო ზონა) მონაცემები) USGS-ის რეგიონალური ნაკადის ხარისხის შეფასების ნაწილი (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).როგორც ვიცით, ეს არის პირველი ეკოლოგიური რისკის შეფასება.იგი სრულყოფილად იკვლევს ფიპრონილის ნაერთების ეფექტებს ბენთურ ორგანიზმებზე კონტროლირებად მეზო-გარემოში და შემდეგ იყენებს ამ შედეგებს კონტინენტური მასშტაბის საველე შეფასებებში.
30 დღიანი მეზოკოსმოსური ექსპერიმენტი ჩატარდა USGS Aquatic Laboratory (AXL) ფორტ კოლინზში, კოლორადო, აშშ 2017 წლის 18 ოქტომბრიდან 17 ნოემბრის ჩათვლით, 1 დღის მოშინაურების და 30 დღის ექსპერიმენტისთვის.მეთოდი ადრე იყო აღწერილი (29, 31) და დეტალურად იქნა აღწერილი დამატებით მასალაში.მეზო სივრცის პარამეტრი შეიცავს 36 ცირკულაციის ნაკადს ოთხ აქტიურ ნაკადში (მოცირკულირე წყლის ავზები).თითოეული ცოცხალი ნაკადი აღჭურვილია ქულერით წყლის ტემპერატურის შესანარჩუნებლად და განათებულია 16:8 სიბნელის სინათლეზე.მეზო დონის ნაკადი არის უჟანგავი ფოლადი, რომელიც შესაფერისია ფიპრონილის ჰიდროფობიურობისთვის (log Kow = 4.0) და შესაფერისია ორგანული გამწმენდი გამხსნელებისთვის (სურათი S1).მეზომასშტაბიანი ექსპერიმენტისთვის გამოყენებული წყალი შეგროვდა მდინარე კეში ლა პუდრედან (ზემო დინების წყაროები, მათ შორის Rocky Mountain National Park, National Forest და Continental Divide) და ინახებოდა AXL-ის ოთხ პოლიეთილენის ავზში.ტერიტორიიდან შეგროვებული ნალექისა და წყლის ნიმუშების წინა შეფასებებმა არ აღმოაჩინა პესტიციდები (29).
მეზო მასშტაბის ექსპერიმენტის დიზაინი შედგება 30 დამუშავების ნაკადისგან და 6 საკონტროლო ნაკადისგან.გამწმენდი ნაკადი იღებს დამუშავებულ წყალს, რომელთაგან თითოეული შეიცავს ფიპრონილის ნაერთების განუმეორებელ მუდმივ კონცენტრაციებს: ფიპრონილი (ფიპრონილი (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-3), ამიდი (Sigma-Aldrich, CAS 205650-69-7), გოგირდის გაწმენდის ჯგუფი. [აშშ გარემოს დაცვის სააგენტოს (EPA) პესტიციდების ბიბლიოთეკა, CAS 205650-65-3], სულფონი (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) და სულფიდი (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6); მთელი სისუფთავე. 97.8%. გამოქვეყნებული პასუხის მნიშვნელობების მიხედვით (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33). ფიპრონილის ნაერთის მეთანოლში გახსნით (თერმო ფიშერი სამეცნიერო, ამერიკული ქიმიური საზოგადოების სერტიფიცირების დონე) და განზავებით დეიონიზებული წყლით საჭირო მოცულობამდე კონცენტრირებული ხსნარის მოსამზადებლად. იმის გამო, რომ მეთანოლის რაოდენობა დოზაში განსხვავებულია, საჭიროა მეთანოლის დამატება ყველა სამკურნალო ნაკადს საჭიროებისამებრ. სამ კონტროლში, მეთანოლის იგივე კონცენტრაციის უზრუნველსაყოფად ( ნაკადებში 0,05 მლ/ლ. დანარჩენი სამი საკონტროლო ნაკადის შუა ხედი იღებდა მდინარის წყალს მეთანოლის გარეშე, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი განიხილებოდა როგორც ყველა სხვა ნაკადი.
მე-8, მე-16 და 26-ე დღეს გაზომილი იყო ტემპერატურა, pH მნიშვნელობა, ელექტროგამტარობა და ფიპრონილისა და ფიპრონილის დეგრადაცია ნაკადის მემბრანაში.მედიის ტესტის დროს ძირითადი ნაერთის ფიპრონილის დეგრადაციის თვალყურის დევნებისთვის, ფიპრონილი (მშობლები) გამოიყენებოდა ნაწლავის თხევადი ლორწოვანი გარსის სამკურნალოდ კიდევ სამი დღის განმავლობაში [5, 12 და 21 დღე (n = 6)] ტემპერატურის, pH , გამტარობა, ფიპრონილისა და ფიპრონილის დეგრადაციის ნიმუშები.პესტიციდის ანალიზის ნიმუშები შეგროვდა 10 მლ გამდინარე წყლის გაფილტვრით 20 მლ ქარვისფერ შუშის ფლაკონში Whatman 0.7-μm GF/F შპრიცის ფილტრით, რომელიც აღჭურვილი იყო დიდი დიამეტრის ნემსით.ნიმუშები დაუყოვნებლივ გაიყინა და გაიგზავნა USGS წყლის ხარისხის ეროვნულ ლაბორატორიაში (NWQL) ლეიკვუდში, კოლორადო, აშშ.ადრე გამოქვეყნებული მეთოდის გაუმჯობესებული მეთოდის გამოყენებით, ფიპრონილი და 4 დეგრადაციის პროდუქტი წყლის ნიმუშებში განისაზღვრა პირდაპირი წყლიანი ინექციის (DAI) თხევადი ქრომატოგრაფია-ტანდემური მასის სპექტრომეტრიით (LC-MS/MS; Agilent 6495).ინსტრუმენტის გამოვლენის დონე (IDL) შეფასებულია, როგორც კალიბრაციის მინიმალური სტანდარტი, რომელიც აკმაყოფილებს ხარისხობრივი იდენტიფიკაციის სტანდარტს;ფიპრონილის IDL არის 0,005 მკგ/ლ, ხოლო დანარჩენი ოთხი ფიპრონილის IDL არის 0,001 მკგ/ლ.დამატებითი მასალა შეიცავს ფიპრონილის ნაერთების გაზომვის მეთოდების სრულ აღწერას, მათ შორის ხარისხის კონტროლისა და უზრუნველყოფის პროცედურებს (მაგალითად, ნიმუშის აღება, მწვერვალები, მესამე მხარის ინსპექტირება და ბლანკები).
30-დღიანი მეზოკოსმიური ექსპერიმენტის ბოლოს დასრულდა ზრდასრული და ლარვის უხერხემლოების აღრიცხვა და იდენტიფიკაცია (მონაცემების შეგროვების ძირითადი საბოლოო წერტილი).გამოჩენილი მოზრდილები გროვდება ბადიდან ყოველდღე და იყინება სუფთა 15 მლ Falcon ცენტრიფუგა მილში.ექსპერიმენტის დასასრულს (დღე 30), მემბრანის შიგთავსი თითოეულ ნაკადში გახეხილი იყო უხერხემლოების მოსაშორებლად, და გაცრილი (250 მკმ) და შენახული 80% ეთანოლში.Timberline Aquatics-მა (ფორტ კოლინზი, CO) დაასრულა ლარვებისა და ზრდასრული უხერხემლოების ტაქსონომიური იდენტიფიკაცია ყველაზე დაბალ ტაქსონომიურ დონეზე, ჩვეულებრივ, სახეობამდე.მე-9, მე-19 და 29 დღეებში ქლოროფილი a გაზომეს სამჯერ ყოველი ნაკადის მეზოსკოპურ მემბრანაში.ყველა ქიმიური და ბიოლოგიური მონაცემი, როგორც მეზოსკოპური ექსპერიმენტის ნაწილი, მოცემულია თანდართულ მონაცემთა გამოცემაში (35).
ეკოლოგიური კვლევები ჩატარდა მცირე ნაკადულებში შეერთებული შტატების ხუთ ძირითად რაიონში და პესტიციდების მონიტორინგი განხორციელდა წინა ინდექსის პერიოდში.მოკლედ, სასოფლო-სამეურნეო და ურბანული მიწათსარგებლობის მიხედვით (36-40) თითოეულ რეგიონში შეირჩა 77-დან 100-მდე ლოკაცია (სულ 444 ლოკაცია).ერთი წლის გაზაფხულზე და ზაფხულში (2013-2017) წყლის ნიმუშები გროვდება კვირაში ერთხელ თითოეულ რეგიონში 4-დან 12 კვირამდე.კონკრეტული დრო დამოკიდებულია რეგიონზე და განვითარების ინტენსივობაზე.თუმცა, ჩრდილო-აღმოსავლეთის რეგიონის 11 სადგური თითქმის წყალგამყოფშია.არანაირი განვითარება, გარდა იმისა, რომ შეგროვდა მხოლოდ ერთი ნიმუში.ვინაიდან რეგიონულ კვლევებში პესტიციდების მონიტორინგის პერიოდები განსხვავებულია, შედარებისთვის, აქ განიხილება მხოლოდ ბოლო ოთხი ნიმუში, რომელიც შეგროვდა თითოეულ ადგილზე.ვარაუდობენ, რომ განუვითარებელ ჩრდილო-აღმოსავლეთ ადგილზე შეგროვებული ერთი ნიმუში (n = 11) შეიძლება წარმოადგენდეს 4-კვირიან შერჩევის პერიოდს.ეს მეთოდი იწვევს პესტიციდებზე დაკვირვების ერთსა და იმავე რაოდენობას (გარდა ჩრდილო-აღმოსავლეთის 11 ადგილისა) და დაკვირვების იგივე ხანგრძლივობისა;ითვლება, რომ 4 კვირა საკმარისია ბიოტას გრძელვადიანი ზემოქმედებისთვის, მაგრამ საკმარისად ხანმოკლეა, რომ ეკოლოგიური საზოგადოება არ გამოჯანმრთელდეს ამ კონტაქტებიდან.
საკმარისი ნაკადის შემთხვევაში, წყლის ნიმუში გროვდება მუდმივი სიჩქარით და მუდმივი სიგანის მატებით (41).როდესაც ნაკადი არ არის საკმარისი ამ მეთოდის გამოსაყენებლად, შეგიძლიათ ნიმუშების შეგროვება ნიმუშების ღრმა ინტეგრაციით ან ნაკადის სიმძიმის ცენტრიდან ამოღებით.გამოიყენეთ დიდი ხვრელის შპრიცი და დისკის ფილტრი (0,7 μm) 10 მლ გაფილტრული ნიმუშის შესაგროვებლად (42).DAI LC-MS/MS/MS/MS-ის საშუალებით, წყლის ნიმუშები გაანალიზდა NWQL-ზე 225 პესტიციდისთვის და პესტიციდების დეგრადაციის პროდუქტისთვის, მათ შორის ფიპრონილი და 7 დეგრადაციის პროდუქტი (დესულფინილ ფიპრონილი, ფიპრონილი) სულფიდები, ფიპრონილ სულფონი, დესქლოროფიპრონილი, დესტიოლიდი, დესტიოლიდი, ფიპრონილი და ფიპრონილი).).საველე კვლევებისთვის მოხსენების ტიპიური მინიმალური დონეებია: ფიპრონილი, დესმეთილთიო ფტორბენზონიტრილი, ფიპრონილის სულფიდი, ფიპრონილ სულფონი და დესქლოროფიპრონილი 0,004 მკგ/ლ;დესულფინილ ფტორფენამიდი და ფიპრონილის ამიდის კონცენტრაცია არის 0,009 მკგ/ლ;ფიპრონილის სულფონატის კონცენტრაცია არის 0,096 მკგ/ლ.
უხერხემლოთა საზოგადოებები აღებულია ყოველი ტერიტორიის კვლევის ბოლოს (გაზაფხული/ზაფხული), როგორც წესი, პესტიციდების სინჯების ბოლო მოვლენის პარალელურად.ვეგეტაციის სეზონისა და პესტიციდების მძიმე გამოყენების შემდეგ, სინჯის აღების დრო უნდა შეესაბამებოდეს დაბალი დინების პირობებს და უნდა ემთხვეოდეს იმ დროს, როდესაც მდინარის უხერხემლოთა საზოგადოება მწიფდება და ძირითადად ლარვის სიცოცხლის სტადიაშია.Surber-ის ნიმუშის გამოყენებით 500μm ბადით ან D-ჩარჩო ბადით, უხერხემლოთა თემის სინჯის აღება დასრულდა 444 უბნიდან 437-ში.ნიმუშის აღების მეთოდი დეტალურად არის აღწერილი დამატებით მასალაში.NWQL-ზე ყველა უხერხემლო ჩვეულებრივ იდენტიფიცირებული და ჩამოთვლილია გვარის ან სახეობის დონეზე.ამ სფეროში შეგროვებული და ამ ხელნაწერში გამოყენებული ყველა ქიმიური და ბიოლოგიური მონაცემი შეგიძლიათ იხილოთ თანდართულ მონაცემთა გამოცემაში (35).
მეზოსკოპურ ექსპერიმენტში გამოყენებული ფიპრონილის ხუთი ნაერთისთვის, ლარვის უხერხემლოების კონცენტრაცია შემცირებული 20%-ით ან 50%-ით გამოთვლილი იყო კონტროლთან შედარებით (ანუ EC20 და EC50).მონაცემები [x = დროში შეწონილი ფიპრონილის კონცენტრაცია (იხილეთ დამატებითი მასალა დეტალებისთვის), y = ლარვების სიმრავლე ან სხვა მეტრიკა] დამონტაჟდა R(43) გაფართოებულ პაკეტში სამ პარამეტრიანი ლოგარითმული რეგრესიის მეთოდის გამოყენებით ”drc”.მრუდი ერგება ყველა სახეობას (ლარვას) საკმარისი სიმრავლით და აკმაყოფილებს სხვა ინტერესის მეტრიკას (მაგალითად, ტაქსების სიმდიდრე, ბუზის მთლიანი სიმრავლე და მთლიანი სიმრავლე) საზოგადოების ეფექტის შემდგომ გასაგებად.ნეშ-სატკლიფის კოეფიციენტი (45) გამოიყენება მოდელის მორგების შესაფასებლად, სადაც ცუდ მოდელს შეუძლია მიიღოს უსასრულო უარყოფითი მნიშვნელობები, ხოლო სრულყოფილი მორგების მნიშვნელობა არის 1.
ფიპრონილის ნაერთების ეფექტის შესასწავლად მწერების გაჩენაზე ექსპერიმენტში, მონაცემები შეფასდა ორი გზით.პირველი, საკონტროლო ნაკადის მეზოს საშუალო გარეგნობის გამოკლებით თითოეული სამკურნალო ნაკადის მეზოს გარეგნობისგან, მწერების კუმულაციური დღიური გაჩენა ყოველი დინების მეზოდან (ყველა ინდივიდის საერთო რაოდენობა) ნორმალიზდა კონტროლამდე.დახაზეთ ეს მნიშვნელობები დროის მიხედვით, რათა გაიგოთ სამკურნალო სითხის შუამავლის გადახრა საკონტროლო სითხის შუამავლისგან 30-დღიან ექსპერიმენტში.მეორე, გამოთვალეთ თითოეული ნაკადის მეზოფილის საერთო გამოვლენის პროცენტი, რომელიც განისაზღვრება, როგორც მოცემულ ნაკადში მეზოფილების მთლიანი რაოდენობის თანაფარდობა საკონტროლო ჯგუფში ლარვებისა და მოზრდილების საშუალო რაოდენობასთან და შესაფერისია სამ პარამეტრიანი ლოგარითმული რეგრესისთვის. .შეგროვებული ყველა ჩანასახი მწერი იყო Chironomidae ოჯახის ორი ქვეოჯახი, ამიტომ ჩატარდა კომბინირებული ანალიზი.
საზოგადოების სტრუქტურის ცვლილებები, როგორიცაა ტაქსონების დაკარგვა, საბოლოოდ შეიძლება დამოკიდებული იყოს ტოქსიკური ნივთიერებების პირდაპირ და არაპირდაპირ ზემოქმედებაზე და შეიძლება გამოიწვიოს საზოგადოების ფუნქციის ცვლილება (მაგალითად, ტროფიკული კასკადი).ტროფიკული კასკადის შესამოწმებლად, მარტივი მიზეზობრივი ქსელი შეფასდა ბილიკის ანალიზის მეთოდის გამოყენებით (R პაკეტი „piecewiseSEM“) (46).მეზოსკოპური ექსპერიმენტებისთვის, ვარაუდობენ, რომ ფიპრონილი, დესულფინილი, სულფიდი და სულფონი (არ არის გამოცდილი ამიდი) წყალში, რათა შეამცირონ სკრაპერის ბიომასი, ირიბად იწვევენ ქლოროფილის a ბიომასის ზრდას (47).ნაერთის კონცენტრაცია არის პროგნოზირებადი ცვლადი, ხოლო სკრაპერი და ქლოროფილი ბიომასა არის საპასუხო ცვლადები.ფიშერის C სტატისტიკა გამოიყენება მოდელის მორგების შესაფასებლად, ასე რომ P მნიშვნელობა <0.05 მიუთითებს მოდელის კარგ მორგებაზე (46).
რისკზე დაფუძნებული ეკო-საზოგადოების ბარიერის დამცავი აგენტის შემუშავების მიზნით, თითოეულმა ნაერთმა მიიღო დაზარალებული სახეობების (HC5) სახეობების ქრონიკული მგრძნობელობის განაწილების (SSD) და საფრთხის კონცენტრაციის დაცვის 95%.შეიქმნა სამი SSD მონაცემთა ნაკრები: (i) მხოლოდ მეზო მონაცემთა ნაკრები, (ii) მონაცემთა ნაკრები, რომელიც შეიცავს ყველა მეზო მონაცემს და მონაცემებს, რომლებიც შეგროვდა EPA ECOTOX მონაცემთა ბაზის შეკითხვიდან (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, წვდომა: 2019 წლის 14 მარტი), კვლევის ხანგრძლივობაა 4 დღე ან მეტი, და (iii) მონაცემთა ნაკრები, რომელიც შეიცავს ყველა მეზოსკოპურ მონაცემს და ECOTOX მონაცემებს, რომელშიც ECOTOX მონაცემები (მწვავე ექსპოზიცია) იყოფა მწვავეზე ქრონიკული D. magna-ს თანაფარდობაზე ( 19.39) ექსპოზიციის ხანგრძლივობის სხვაობის ასახსნელად და ქრონიკული EC50 მნიშვნელობის მიახლოებით (12).მრავალი SSD მოდელის გენერირების ჩვენი მიზანია (i) განვავითაროთ HC5 მნიშვნელობები საველე მონაცემებთან შედარებით (მხოლოდ SSD-ებისთვის მედიისთვის) და (ii) შევაფასოთ, რომ მედია მონაცემები უფრო ფართოდ არის მიღებული, ვიდრე მარეგულირებელი სააგენტოები აკვაკულტურაში ჩართვისთვის. სიცოცხლის ეტალონების გამძლეობა და მონაცემთა რესურსების სტანდარტული დაყენება და, შესაბამისად, მეზოსკოპური კვლევების გამოყენების პრაქტიკულობა კორექტირების პროცესისთვის.
SSD შემუშავდა მონაცემთა თითოეული ნაკრებისთვის R პაკეტის „ssdtools“ (48) გამოყენებით.გამოიყენეთ ჩამტვირთავი (n = 10,000) SSD-დან HC5 საშუალო და ნდობის ინტერვალის (CI) შესაფასებლად.ორმოცდაცხრა ტაქსონის პასუხი (ყველა ტაქსა, რომელიც იდენტიფიცირებულია როგორც გვარი ან სახეობა) შემუშავებული ამ კვლევის შედეგად, შერწყმულია 32 ტაქსას პასუხთან, რომელიც შედგენილია ექვსი გამოქვეყნებული კვლევისგან ECOTOX მონაცემთა ბაზაში, სულ 81 ტაქსონის პასუხი შეიძლება გამოყენებულ იქნას SSD განვითარებისთვის. .ვინაიდან არ მოიძებნა მონაცემები ამიდების ECOTOX მონაცემთა ბაზაში, SSD არ იყო შემუშავებული ამიდებისთვის და მხოლოდ ერთი EC50 პასუხი იქნა მიღებული მიმდინარე კვლევისგან.მიუხედავად იმისა, რომ მხოლოდ ერთი სულფიდური ჯგუფის EC50 მნიშვნელობა იქნა ნაპოვნი ECOTOX მონაცემთა ბაზაში, ამჟამინდელ კურსდამთავრებულს აქვს 12 EC50 მნიშვნელობა.ამრიგად, შემუშავებულია SSD-ები სულფინილის ჯგუფებისთვის.
ფიპრონილის ნაერთების სპეციფიკური HC5 მნიშვნელობები, რომლებიც მიღებულია მხოლოდ Mesocosmos-ის SSD მონაცემთა ნაკრებიდან, გაერთიანდა საველე მონაცემებთან, რათა შეფასდეს ფიპრონილის ნაერთების ექსპოზიცია და პოტენციური ტოქსიკურობა შეერთებული შტატების ხუთი რეგიონიდან 444 ნაკადში.ბოლო 4-კვირიანი შერჩევის ფანჯარაში, აღმოჩენილი ფიპრონილის ნაერთების თითოეული კონცენტრაცია (გამოუცნობელი კონცენტრაცია არის ნული) იყოფა მის შესაბამის HC5-ზე და თითოეული ნიმუშის ნაერთის თანაფარდობა ჯამდება ფიპრონილის მთლიანი ტოქსიკურობის ერთეულის მისაღებად (ΣTUFipronils), სადაც ΣTUFipronils> 1 ნიშნავს ტოქსიკურობას.
დაზარალებული სახეობების (HC50) საშიშროების კონცენტრაციის 50% შედარებით საშუალო მემბრანის ექსპერიმენტიდან მიღებული ტაქსონის სიმდიდრის EC50 ღირებულებასთან, საშუალო მემბრანის მონაცემებიდან მიღებული SSD შეფასდა, რათა ასახავდეს უფრო ფართო ეკოლოგიური საზოგადოების მგრძნობელობას ფიპრონილის მიმართ. ხარისხი..ამ შედარების საშუალებით, თანმიმდევრულობა SSD მეთოდს (მათ შორის მხოლოდ იმ ტაქსონებს შორის, რომლებსაც აქვთ დოზა-პასუხის კავშირი) და EC50 მეთოდს (შუა სივრცეში დაფიქსირებული ყველა უნიკალური ტაქსონის ჩათვლით) შორის შეიძლება შეფასდეს სქესი.დოზის საპასუხო ურთიერთობა.
პესტიციდების რისკის სახეობის (SPEARpesticides) ინდიკატორი გამოითვალა უხერხემლოთა თემების ჯანმრთელობის მდგომარეობასა და ΣTUFipronil-ს შორის კავშირის გამოსაკვლევად უხერხემლოების შემგროვებელ 437 ნაკადში.SPEARpesticides მეტრიკა გარდაქმნის უხერხემლოთა შემადგენლობას ბიოლოგიური ტაქსონომიის სიმრავლის მეტრად ფიზიოლოგიური და ეკოლოგიური მახასიათებლებით, რითაც ანიჭებს მგრძნობელობას პესტიციდების მიმართ.SPEARპესტიციდების ინდიკატორი არ არის მგრძნობიარე ბუნებრივი კოვარიატების მიმართ (49, 50), თუმცა მის შესრულებაზე გავლენას მოახდენს ჰაბიტატის მძიმე დეგრადაცია (51).ადგილზე შეგროვებული სიმრავლის მონაცემები თითოეული ტაქსონისთვის კოორდინირებულია ტაქსონის ძირითად მნიშვნელობასთან, რომელიც დაკავშირებულია ASTERICS პროგრამულ უზრუნველყოფასთან მდინარის ეკოლოგიური ხარისხის შესაფასებლად (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home html).შემდეგ შემოიტანეთ მონაცემები Indicate (http://systemecology.eu/indicate/) პროგრამაში (ვერსია 18.05).ამ პროგრამულ უზრუნველყოფაში, ევროპული ნიშან-თვისებების მონაცემთა ბაზა და პესტიციდების მიმართ ფიზიოლოგიური მგრძნობელობის მონაცემთა ბაზა გამოიყენება თითოეული ადგილის მონაცემების SPEARპესტიციდების ინდიკატორად გადასაყვანად.ხუთი რეგიონალური გამოკვლევიდან თითოეულმა გამოიყენა ზოგადი დანამატის მოდელი (GAM) ["mgcv" პაკეტი R(52)) SPEARპესტიციდების მეტრიკასა და ΣTUFipronils [log10(X + 1) კონვერტაცია] ასოცირებულს შორის კავშირის გამოსაკვლევად.SPEARპესტიციდების მეტრიკის შესახებ უფრო დეტალური ინფორმაციისთვის და მონაცემთა ანალიზისთვის იხილეთ დამატებითი მასალები.
წყლის ხარისხის ინდექსი თანმიმდევრულია ყოველი დინების მეზოსკოპური და მთელი მეზოსკოპური ექსპერიმენტის პერიოდში.საშუალო ტემპერატურა, pH და გამტარობა იყო 13.1°C (±0.27°C), 7.8 (±0.12) და 54.1 (±2.1) μS/cm (35), შესაბამისად.გაზომილი გახსნილი ორგანული ნახშირბადი სუფთა მდინარის წყალში არის 3.1 მგ/ლ.მდინარის მეზოხედში, სადაც არის განლაგებული MiniDOT ჩამწერი, გახსნილი ჟანგბადი ახლოსაა გაჯერებასთან (საშუალოდ> 8.0 მგ/ლ), რაც მიუთითებს ნაკადის სრულად ცირკულაციაზე.
ფიპრონილის ხარისხის კონტროლისა და ხარისხის უზრუნველყოფის მონაცემები მოცემულია თანდართულ მონაცემთა გამოცემაში (35).მოკლედ რომ ვთქვათ, ლაბორატორიული მატრიცების და მეზოსკოპური ნიმუშების აღდგენის სიხშირე ჩვეულებრივ მისაღები დიაპაზონშია (აღდგენა 70%-დან 130%-მდე), IDL სტანდარტები ადასტურებს რაოდენობრივ მეთოდს და ლაბორატორიისა და ხელსაწყოების ბლანკები ჩვეულებრივ სუფთაა. ეს განზოგადებები განხილულია დამატებით მასალაში..
სისტემის დიზაინის გამო, ფიპრონილის გაზომილი კონცენტრაცია ჩვეულებრივ უფრო დაბალია ვიდრე სამიზნე მნიშვნელობა (სურათი S2) (რადგან იდეალურ პირობებში სტაბილური მდგომარეობის მიღწევას სჭირდება 4-დან 10 დღემდე) (30).ფიპრონილის სხვა ნაერთებთან შედარებით, დესულფინილისა და ამიდის კონცენტრაცია დროთა განმავლობაში ოდნავ იცვლება და მკურნალობის ფარგლებში კონცენტრაციის ცვალებადობა უფრო მცირეა, ვიდრე სხვაობა მკურნალობას შორის, გარდა სულფონისა და სულფიდის დაბალი კონცენტრაციის მკურნალობისა.დროში შეწონილი საშუალო გაზომილი კონცენტრაციის დიაპაზონი თითოეული მკურნალობის ჯგუფისთვის არის შემდეგი: ფიპრონილი, IDL 9,07მკგ/ლ-მდე;დესულფინილი, IDL 2.15მკგ/ლ-მდე;ამიდი, IDL 4,17მკგ/ლ-მდე;სულფიდი, IDL 0,57მკგ/ლ-მდე;და სულფონი, IDL არის 1.13 მკგ/ლიტრი (35).ზოგიერთ ნაკადში გამოვლინდა არასამიზნე ფიპრონილის ნაერთები, ანუ ნაერთები, რომლებიც არ იყო ჩართული სპეციფიკურ მკურნალობაში, მაგრამ ცნობილი იყო, რომ იყო სამკურნალო ნაერთის დეგრადაციის პროდუქტები.მეზოსკოპური მემბრანები, რომლებიც დამუშავებულია ძირითადი ნაერთით ფიპრონილით, აქვთ გამოვლენილი არამიზნობრივი დეგრადაციის პროდუქტების ყველაზე მეტი რაოდენობა (როდესაც არ გამოიყენება როგორც გადამამუშავებელი ნაერთი, ეს არის სულფინილი, ამიდი, სულფიდი და სულფონი);ეს შეიძლება გამოწვეული იყოს წარმოების პროცესით რთული მინარევებით და/ან დეგრადაციის პროცესებით, რომლებიც წარმოიქმნება მარაგის ხსნარის შენახვის დროს და (ან) მეზოსკოპური ექსპერიმენტის დროს და არა ჯვარედინი დაბინძურების შედეგი.ფიპრონილით მკურნალობისას დეგრადაციის კონცენტრაციის ტენდენცია არ დაფიქსირებულა.არასამიზნე დეგრადაციის ნაერთები ყველაზე ხშირად ვლინდება ორგანიზმში მკურნალობის ყველაზე მაღალი კონცენტრაციით, მაგრამ კონცენტრაცია ნაკლებია ამ არასამიზნე ნაერთების კონცენტრაციაზე (იხილეთ შემდეგი ნაწილი კონცენტრაციისთვის).ამიტომ, ვინაიდან არასამიზნე დეგრადაციის ნაერთები, როგორც წესი, არ არის გამოვლენილი ფიპრონილის ყველაზე დაბალ მკურნალობაში, და რადგან აღმოჩენილი კონცენტრაცია უფრო დაბალია, ვიდრე ეფექტის კონცენტრაცია უმაღლეს მკურნალობაში, დასკვნა არის, რომ ამ არასამიზნე ნაერთებს აქვთ მინიმალური გავლენა ანალიზზე.
მედია ექსპერიმენტებში, ბენთური მაკროუხერხემლოები მგრძნობიარენი იყვნენ ფიპრონილის, დესულფინილის, სულფონისა და სულფიდის მიმართ [ცხრილი S1;ორიგინალური სიმრავლის მონაცემები მოწოდებულია მონაცემთა თანმხლებ ვერსიაში (35)].ფიპრონილის ამიდი განკუთვნილია მხოლოდ ბუზისთვის Rhithrogena sp.ტოქსიკური (ლეტალური), მისი EC50 არის 2.05მკგ/ლ [±10.8(SE)].გენერირებული იყო 15 უნიკალური ტაქსონის დოზა-რეაქციის მრუდი.ამ ტაქსონებმა აჩვენეს სიკვდილიანობა შემოწმებული კონცენტრაციის დიაპაზონში (ცხრილი S1) და მიზანმიმართული კლასტერული ტაქსონები (როგორიცაა ბუზები) (სურათი S3) და მდიდარი ტაქსონები (სურათი 1) შეიქმნა დოზაზე პასუხის მრუდი.ფიპრონილის, დესულფინილის, სულფონისა და სულფიდის კონცენტრაცია (EC50) ყველაზე მგრძნობიარე ტაქსონების უნიკალურ ტაქსონებზე მერყეობს 0,005-0,364, 0,002-0,252, 0,002-0,061 და 0,005-0,043 მკგ/ლ შესაბამისად.Rhithrogena sp.ხოლო სველცა სპ.;სურათი S4) უფრო დაბალია ვიდრე უფრო ტოლერანტული ტაქსონები (როგორიცაა Micropsectra / Tanytarsus და Lepidostoma sp.) (ცხრილი S1).S1 ცხრილში თითოეული ნაერთის საშუალო EC50-ის მიხედვით, სულფონები და სულფიდები ყველაზე ეფექტური ნაერთებია, ხოლო უხერხემლოები ძირითადად ყველაზე ნაკლებად მგრძნობიარენი არიან დესულფინილის მიმართ (ამიდების გამოკლებით).საერთო ეკოლოგიური სტატუსის მეტრიკა, როგორიცაა ტაქსების სიმდიდრე, მთლიანი სიმრავლე, მთლიანი პენტაპლოიდი და ქვის ბუზი მთლიანი, მათ შორის ტაქსონები და ზოგიერთი ტაქსონის სიმრავლე, ეს ძალიან იშვიათია მესოში და არ შეიძლება გამოითვალოს დახაზეთ დოზაზე პასუხის ცალკე მრუდი.ამიტომ, ეს ეკოლოგიური მაჩვენებლები მოიცავს ტაქსონის პასუხებს, რომლებიც არ შედის SSD-ში.
ტაქსების სიმდიდრე (ლარვა) სამ დონის ლოგისტიკური ფუნქციით (A) ფიპრონილი, (B) დესულფინილი, (C) სულფონი და (D) სულფიდის კონცენტრაცია.თითოეული მონაცემთა წერტილი წარმოადგენს ლარვას ერთი ნაკადიდან 30-დღიანი მეზო ექსპერიმენტის ბოლოს.ტაქსონის სიმდიდრე არის უნიკალური ტაქსონების რაოდენობა თითოეულ ნაკადში.კონცენტრაციის მნიშვნელობა არის თითოეული ნაკადის დაკვირვებული კონცენტრაციის დროში შეწონილი საშუალო, რომელიც იზომება 30-დღიანი ექსპერიმენტის ბოლოს.ფიპრონილის ამიდს (არ არის ნაჩვენები) არ აქვს კავშირი მდიდარ ტაქსონებთან.გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ x ღერძი არის ლოგარითმული მასშტაბით.EC20 და EC50 ერთად SE მოხსენებულია ცხრილში S1.
ხუთივე ფიპრონილის ნაერთების ყველაზე მაღალი კონცენტრაციის დროს, Uetridae-ის გაჩენის მაჩვენებელი შემცირდა.სულფიდის, სულფონის, ფიპრონილის, ამიდის და დესულფინილის აღმოცენების პროცენტი (EC50) დაფიქსირდა, რომ შემცირდა 50%-ით 0,03, 0,06, 0,11, 0,78 და 0,97 მკგ/ლ შესაბამისად (სურათი 2 და სურათი S5).30-დღიანი ექსპერიმენტების უმეტესობაში, ფიპრონილის, დესულფინილის, სულფონისა და სულფიდის ყველა მკურნალობა გადაიდო, გარდა ზოგიერთი დაბალი კონცენტრაციის მკურნალობისა (სურათი 2) და მათი გარეგნობა დათრგუნული იყო.ამიდით დამუშავებისას, მთელი ექსპერიმენტის განმავლობაში დაგროვილი გამონადენი უფრო მაღალი იყო, ვიდრე საკონტროლო, კონცენტრაციით 0,286 მკგ/ლ.უმაღლესი კონცენტრაცია (4,164 მკგ/ლიტრი) მთელი ექსპერიმენტის განმავლობაში აფერხებდა ჩამდინარე წყლებს, ხოლო შუალედური დამუშავების გამონადენის სიჩქარე საკონტროლო ჯგუფის მსგავსი იყო.(სურათი 2).
კუმულაციური აღმოცენება არის ყოველი დამუშავების საშუალო დღიური გაჩენა მინუს (A) ფიპრონილი, (B) დესულფინილი, (C) სულფონი, (D) სულფიდი და (E) ამიდი საკონტროლო ნაკადში. მემბრანის საშუალო დღიური გამოჩენა.კონტროლის გარდა (n = 6), n = 1. კონცენტრაციის მნიშვნელობა არის დაკვირვებული კონცენტრაციის საშუალო დროში შეწონილი თითოეულ ნაკადში.
დოზა-რეაქციის მრუდი აჩვენებს, რომ ტაქსონომიური დანაკარგების გარდა, სტრუქტურული ცვლილებები ხდება საზოგადოების დონეზე.კონკრეტულად, ტესტის კონცენტრაციის დიაპაზონში მაისის სიმრავლე (სურათი S3) და ტაქსონების სიმრავლე (სურათი 1) აჩვენებდა მნიშვნელოვან დოზა-პასუხის კავშირს ფიპრონილთან, დესულფინილთან, სულფონთან და სულფიდთან.აქედან გამომდინარე, ჩვენ გამოვიკვლიეთ, თუ როგორ იწვევს ამ სტრუქტურულ ცვლილებებს საზოგადოების ფუნქციის ცვლილება კვების კასკადის ტესტირებით.წყლის უხერხემლოების ფიპრონილის, დესულფინილის, სულფიდისა და სულფონის ზემოქმედება პირდაპირ უარყოფით გავლენას ახდენს სკრაპერის ბიომასაზე (სურათი 3).ფიპრონილის ნეგატიური ზემოქმედების გასაკონტროლებლად სკრეპერის ბიომასაზე, სკრეპერი ასევე უარყოფითად იმოქმედა ქლოროფილ ა ბიომასაზე (სურათი 3).ამ უარყოფითი ბილიკის კოეფიციენტების შედეგი არის ქლოროფილის წმინდა ზრდა ფიპრონილისა და დეგრადანტების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად.ეს სრულად შუამავალი გზების მოდელები მიუთითებს, რომ ფიპრონილის ან ფიპრონილის გაზრდილი დეგრადაცია იწვევს ქლოროფილის a-ს პროპორციის ზრდას (სურათი 3).წინასწარ ვარაუდობენ, რომ ფიპრონილის ან დეგრადაციის კონცენტრაციასა და ბიომასის ქლოროფილს შორის პირდაპირი ეფექტი ნულის ტოლია, რადგან ფიპრონილის ნაერთები არის პესტიციდები და აქვთ დაბალი პირდაპირი ტოქსიკურობა წყალმცენარეებისთვის (მაგალითად, EPA მწვავე არასისხლძარღვოვანი მცენარეების საწყისი კონცენტრაცია არის 100 მკგ/ლ. ფიპრონილი, დისულფოქსიდის ჯგუფი, სულფონი და სულფიდი; https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), ყველა შედეგი (მოქმედი მოდელები) მხარს უჭერს ამას ჰიპოთეზა.
ფიპრონილს შეუძლია საგრძნობლად შეამციროს ძოვების ბიომასის (პირდაპირი ეფექტი) ძოვების (სკრეპერების ჯგუფი არის ლარვები), მაგრამ არ აქვს პირდაპირი გავლენა ქლოროფილის ბიომასაზე.თუმცა, ფიპრონილის ძლიერი არაპირდაპირი ეფექტი არის ქლოროფილ a-ს ბიომასის გაზრდა ნაკლები ძოვების საპასუხოდ.ისარი მიუთითებს სტანდარტიზებული ბილიკის კოეფიციენტზე, ხოლო მინუს ნიშანი (-) მიუთითებს ასოციაციის მიმართულებას.* მიუთითებს მნიშვნელობის ხარისხზე.
სამი SSD (მხოლოდ შუა ფენა, შუა ფენა პლუს ECOTOX მონაცემები და შუა ფენა პლუს ECOTOX მონაცემები შესწორებული ექსპოზიციის ხანგრძლივობის განსხვავებებისთვის) აწარმოებდა ნომინალურად განსხვავებულ HC5 მნიშვნელობებს (ცხრილი S3), მაგრამ შედეგები SE დიაპაზონში იყო.ამ კვლევის დანარჩენ ნაწილში ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ მონაცემთა SSD-ზე მხოლოდ მეზო სამყაროსა და მასთან დაკავშირებულ HC5 მნიშვნელობით.ამ სამი SSD შეფასების უფრო სრულყოფილი აღწერისთვის, გთხოვთ, იხილოთ დამატებითი მასალები (ცხრილები S2-დან S5-მდე და ნახატები S6 და S7).მხოლოდ მეზო-მყარ SSD რუკაში გამოყენებული ფიპრონილის ოთხი ნაერთის (სურათი 4) საუკეთესოდ მორგებული მონაცემთა განაწილება (აკაიკეს ინფორმაციის სტანდარტული ქულა) არის ფიპრონილისა და სულფონის ლოგინი და სულფიდის და გოგირდის განადგურების ვეიბული ( ცხრილი S3).თითოეული ნაერთისათვის მიღებული HC5 მნიშვნელობები მოხსენებულია მე-4 სურათზე მხოლოდ მეზო სამყაროსთვის, ხოლო ცხრილში S3 HC5 მნიშვნელობები სამივე SSD მონაცემთა ნაკრებიდან არის მოხსენებული.ფიპრონილის, სულფიდის, სულფონისა და დესულფინილის ჯგუფების HC50 მნიშვნელობები [22.1±8.78 ნგ/ლ (95% CI, 11.4-დან 46.2-მდე), 16.9±3.38 ნგ/ლ (95% CI, 11.2-დან 24.0±2-მდე), 8. 2.66 ნგ/ლ (95% CI, 5.44-დან 15.8-მდე) და 83.4±32.9 ნგ/ლ (95% CI, 36.4-დან 163-მდე)] ეს ნაერთები მნიშვნელოვნად დაბალია ვიდრე EC50 ტაქსონის სიმდიდრე (უნიკალური ტაქსონების საერთო რაოდენობა) (ცხრილი S1 დამატებითი მასალის ცხრილის შენიშვნები არის მიკროგრამები ლიტრზე).
მეზომასშტაბიანი ექსპერიმენტში, როდესაც ექვემდებარება (A) ფიპრონილს, (B) დესულფინილ ფიპრონილს, (C) ფიპრონილ სულფონს, (D) ფიპრონილის სულფიდს 30 დღის განმავლობაში, სახეობრივი მგრძნობელობა აღწერილია ეს არის ტაქსონის EC50 მნიშვნელობა.ლურჯი წყვეტილი ხაზი წარმოადგენს 95% CI.ჰორიზონტალური წყვეტილი ხაზი წარმოადგენს HC5-ს.თითოეული ნაერთის HC5 მნიშვნელობა (ნგ/ლ) ასეთია: ფიპრონილი, 4,56 ნგ/ლ (95% CI, 2,59-დან 10,2-მდე);სულფიდი, 3,52 ნგ/ლ (1,36-დან 9,20-მდე);სულფონი, 2,86 ნგ/ლიტრი (1,93-დან 5,29-მდე);და სულფინილი, 3,55 ნგ/ლ (0,35-დან 28,4-მდე).გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ x ღერძი არის ლოგარითმული მასშტაბით.
ხუთ რეგიონულ კვლევაში ფიპრონილი (მშობლები) გამოვლინდა 444 საველე შერჩევის პუნქტიდან 22%-ში (ცხრილი 1).ფლორფენიბის, სულფონის და ამიდის გამოვლენის სიხშირე მსგავსია (ნიმუშის 18%-დან 22%-მდე), სულფიდისა და დესულფინილის გამოვლენის სიხშირე უფრო დაბალია (11%-დან 13%-მდე), ხოლო დანარჩენი დეგრადაციის პროდუქტები ძალიან მაღალია.რამდენიმე (1% ან ნაკლები) ან არასოდეს გამოვლენილი (ცხრილი 1)..ფიპრონილი ყველაზე ხშირად აღმოჩენილია სამხრეთ-აღმოსავლეთში (ადგილების 52%) და ყველაზე ნაკლებად ჩრდილო-დასავლეთში (ადგილების 9%), რაც ხაზს უსვამს ბენზოპირაზოლის გამოყენების ცვალებადობას და ნაკადის პოტენციურ დაუცველობას ქვეყნის მასშტაბით.დეგრადანტები ჩვეულებრივ აჩვენებენ მსგავს რეგიონალურ ნიმუშებს, ყველაზე მაღალი გამოვლენის სიხშირით სამხრეთ-აღმოსავლეთში და ყველაზე დაბალი ჩრდილო-დასავლეთ ან სანაპირო კალიფორნიაში.ფიპრონილის გაზომილი კონცენტრაცია იყო ყველაზე მაღალი, რასაც მოჰყვა ძირითადი ნაერთი ფიპრონილი (90% პროცენტი 10.8 და 6.3 ნგ/ლ, შესაბამისად) (ცხრილი 1) (35).ფიპრონილის (61,4 ნგ/ლ), დისულფინილის (10,6 ნგ/ლ) და სულფიდის (8,0 ნგ/ლ) ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია განისაზღვრა სამხრეთ-აღმოსავლეთში (ნიმუშის ბოლო ოთხ კვირაში).სულფონის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია განისაზღვრა დასავლეთში.(15,7 ნგ/ლ), ამიდი (42,7 ნგ/ლ), დესულფინილ ფლუპირნამიდი (14 ნგ/ლ) და ფიპრონილის სულფონატი (8,1 ნგ/ლ) (35).ფლორფენიდის სულფონი იყო ერთადერთი ნაერთი, რომელიც აღემატებოდა HC5-ს (ცხრილი 1).საშუალო ΣTUFipronils სხვადასხვა რეგიონებს შორის მნიშვნელოვნად განსხვავდება (ცხრილი 1).ეროვნული საშუალო ΣTUFipronils არის 0.62 (ყველა ლოკაცია, ყველა რეგიონი) და 71 ლოკაცია (16%) აქვს ΣTUFipronils> 1, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ის შეიძლება იყოს ტოქსიკური ბენტური მაკროუხერხემლოებისთვის.შესწავლილი ხუთი რეგიონიდან ოთხში (შუა დასავლეთის გარდა), არის მნიშვნელოვანი კავშირი SPEARპესტიციდებსა და ΣTUFipronil-ს შორის, მორგებული R2 მერყეობს 0,07-დან კალიფორნიის სანაპიროს გასწვრივ 0,34-მდე სამხრეთ-აღმოსავლეთში (სურათი 5).
*მეზოსკოპიურ ექსპერიმენტებში გამოყენებული ნაერთები.†ΣTUFipronils, ტოქსინის ერთეულების ჯამის მედიანა [დაკვირვებული ველის კონცენტრაცია ფიპრონილის ოთხი ნაერთების/თითოეული ნაერთის საშიშ კონცენტრაცია SSD-ით ინფიცირებული სახეობის მეხუთე პროცენტულიდან (სურათი 4)] ფიპრონილის ყოველკვირეული ნიმუშებისთვის, ბოლო 4 გამოთვლილი იყო თითოეულ ადგილზე შეგროვებული პესტიციდის ნიმუშების კვირა.‡ ადგილების რაოდენობა, სადაც ხდება პესტიციდების გაზომვა.§90-ე პროცენტული ეფუძნება მაქსიმალურ კონცენტრაციას, რომელიც დაფიქსირდა ადგილზე პესტიციდის სინჯების აღების ბოლო 4 კვირის განმავლობაში.შემოწმებული ნიმუშების პროცენტით.¶ გამოიყენეთ HC5 მნიშვნელობის 95% CI (სურათი 4 და ცხრილი S3, მხოლოდ მეზო) CI-ის გამოსათვლელად.დექლოროფლუპინიბი გაანალიზებულია ყველა რეგიონში და არასოდეს ყოფილა ნაპოვნი.ND, არ არის გამოვლენილი.
ფიპრონილის ტოქსიკური ერთეული არის ფიპრონილის გაზომილი კონცენტრაცია გაყოფილი ნაერთის სპეციფიკურ HC5 მნიშვნელობაზე, რომელიც განისაზღვრება მედიის ექსპერიმენტიდან მიღებული SSD-ით (იხ. სურათი 4).შავი ხაზი, განზოგადებული დანამატის მოდელი (GAM).წითელ წყვეტილ ხაზს აქვს CI 95% GAM-ისთვის.ΣTUFipronils გარდაიქმნება log10-ად (ΣTUFipronils+1).
ფიპრონილის მავნე ზემოქმედება არასამიზნე წყლის სახეობებზე კარგად არის დოკუმენტირებული (15, 21, 24, 25, 32, 33), მაგრამ ეს არის პირველი კვლევა, რომელშიც ის მგრძნობიარეა კონტროლირებად ლაბორატორიულ გარემოში.ტაქსონის თემები ექვემდებარებოდა ფიპრონილის ნაერთებს და შედეგები იქნა ექსტრაპოლირებული კონტინენტური მასშტაბით.30-დღიანი მეზოკოსმოსური ექსპერიმენტის შედეგებს შეუძლია წარმოქმნას 15 დისკრეტული წყლის მწერების ჯგუფი (ცხრილი S1) ლიტერატურაში არაანგარიში კონცენტრაციით, რომელთა შორის წყლის მწერები ტოქსიკურობის მონაცემთა ბაზაში ნაკლებად არის წარმოდგენილი (53, 54).ტაქსა-სპეციფიკური დოზა-რეაქციის მრუდები (როგორიცაა EC50) აისახება საზოგადოების დონის ცვლილებებში (როგორიცაა ტაქსების სიმდიდრე და შესაძლოა ფრენის სიმრავლის დაკარგვა) და ფუნქციურ ცვლილებებში (როგორიცაა კვების კასკადები და გარეგნობის ცვლილებები).მეზოსკოპური სამყაროს ეფექტი ექსტრაპოლირებული იყო ველზე.შეერთებულ შტატებში ხუთი კვლევის ზონიდან ოთხში, ფიპრონილის კონცენტრაცია ველზე გაზომილი იყო კორელაციაში წყლის ეკოსისტემის დაქვეითებასთან, რომელიც მიედინება წყალში.
საშუალო მემბრანის ექსპერიმენტში სახეობების 95%-ის HC5 მნიშვნელობას აქვს დამცავი ეფექტი, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ წყლის მთლიანი უხერხემლო თემები უფრო მგრძნობიარეა ფიპრონილის ნაერთების მიმართ, ვიდრე ადრე იყო გაგებული.მიღებული HC5 მნიშვნელობა (ფლორფენიბი, 4,56 ნგ/ლ; დესულფოქსირანი, 3,55 ნგ/ლ; სულფონი, 2,86 ნგ/ლ; სულფიდი, 3,52 ნგ/ლ) არის რამდენჯერმე (ფლორფენიბი) სამჯერ მეტი სიდიდის ბრძანებაზე (დესულფინილი). ) მიმდინარე EPA ქრონიკული უხერხემლოების საორიენტაციო ნიშნის ქვემოთ [ფიპრონილი, 11 ნგ/ლიტრი;დესულფინილი, 10,310 ნგ/ლ;სულფონი, 37 ნგ/ლ;და სულფიდი, 110 ნგ/ლიტრზე (8)].მეოსკოპიურმა ექსპერიმენტებმა გამოავლინა მრავალი ჯგუფი, რომლებიც მგრძნობიარეა ფიპრონილის მიმართ, ვიდრე EPA ქრონიკული უხერხემლოების საორიენტაციო ნიშნით მითითებული (4 ჯგუფი, რომლებიც უფრო მგრძნობიარეა ფიპრონილის მიმართ, 13 წყვილი დესულფინილი, 11 წყვილი სულფონი და 13 წყვილი) სულფიდური მგრძნობელობა) (სურათი 4 და ცხრილი) S1).ეს აჩვენებს, რომ ეტალონები ვერ იცავს რამდენიმე სახეობას, რომლებიც ასევე შეინიშნება შუა სამყაროში, რომლებიც ასევე ფართოდ არის გავრცელებული წყლის ეკოსისტემებში.განსხვავება ჩვენს შედეგებსა და ამჟამინდელ ეტალონს შორის ძირითადად განპირობებულია ფიპრონილის ტოქსიკურობის ტესტის მონაცემების ნაკლებობით, რომელიც გამოიყენება წყლის მწერების სხვადასხვა ტაქსონებისთვის, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ექსპოზიციის დრო აღემატება 4 დღეს და ფიპრონილი იშლება.30-დღიანი მეზოკოსმოსური ექსპერიმენტის დროს, უხერხემლოთა საზოგადოების მწერების უმეტესობა უფრო მგრძნობიარე იყო ფიპრონილის მიმართ, ვიდრე ჩვეულებრივი საცდელი ორგანიზმი აცტეკები (კიბორჩხალები), თუნდაც აცტეკების შესწორების შემდეგ. EC50 of Teike ხდის მას იგივეს მწვავე ტრანსფორმაციის შემდეგ.(ჩვეულებრივ 96 საათი) ქრონიკული ექსპოზიციის დრომდე (სურათი S7).უკეთესი კონსენსუსი მიღწეულია საშუალო მემბრანის ექსპერიმენტსა და კვლევას შორის, რომელიც მოხსენებულია ECOTOX-ში სტანდარტული ტესტის ორგანიზმის Chironomus dilutus (მწერი) გამოყენებით.გასაკვირი არ არის, რომ წყლის მწერები განსაკუთრებით მგრძნობიარენი არიან პესტიციდების მიმართ.ექსპოზიციის დროის კორექტირების გარეშე, მეზო მასშტაბის ექსპერიმენტმა და ECOTOX მონაცემთა ბაზის ყოვლისმომცველმა მონაცემებმა აჩვენა, რომ ბევრი ტაქსონი უფრო მგრძნობიარეა ფიპრონილის ნაერთების მიმართ, ვიდრე განზავებული კლოსტრიდიუმი (სურათი S6).თუმცა, ექსპოზიციის დროის კორექტირებით, Dilution Clostridium არის ყველაზე მგრძნობიარე ორგანიზმი ფიპრონილის (მშობელი) და სულფიდის მიმართ, თუმცა ის არ არის მგრძნობიარე სულფონის მიმართ (სურათი S7).ეს შედეგები ასახავს წყლის ორგანიზმების მრავალი სახეობის (მათ შორის მრავალი მწერის) ჩართვის მნიშვნელობას პესტიციდების ფაქტობრივი კონცენტრაციის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია დაიცვას წყლის ორგანიზმები.
SSD მეთოდს შეუძლია დაიცვას იშვიათი ან უგრძნობი ტაქსონები, რომელთა EC50 დადგენა შეუძლებელია, როგორიცაა Cinygmula sp., Isoperla fulva და Brachycentrus americanus.EC50 ტაქსონის სიმრავლის და შესაძლოა ფრენის სიმრავლის მნიშვნელობები, რომლებიც ასახავს საზოგადოების შემადგენლობის ცვლილებებს, შეესაბამება ფიპრონილის, სულფონისა და სულფიდის SSD-ის HC50 მნიშვნელობებს.პროტოკოლი მხარს უჭერს შემდეგ იდეას: SSD მეთოდს, რომელიც გამოიყენება ზღვრების გამოსათვლელად, შეუძლია დაიცვას მთელი საზოგადოება, მათ შორის იშვიათი ან უგრძნობი ტაქსონები საზოგადოებაში.წყლის ორგანიზმების ზღვარი, რომელიც განისაზღვრება SSD-ებიდან, მხოლოდ რამდენიმე ტაქსონზე ან არამგრძნობიარე ტაქსონებზე დაყრდნობით შეიძლება იყოს არასაკმარისი წყლის ეკოსისტემების დასაცავად.ეს ეხება დესულფინილს (სურათი S6B).ECOTOX მონაცემთა ბაზაში მონაცემების ნაკლებობის გამო, EPA ქრონიკული უხერხემლოების საწყისი კონცენტრაცია არის 10,310 ნგ/ლ, რაც ოთხი რიგით მეტია HC5-ის 3.55 ნგ/ლ-ზე.მეზოსკოპიურ ექსპერიმენტებში წარმოებული სხვადასხვა ტაქსონის პასუხის ნაკრების შედეგები.ტოქსიკურობის მონაცემების ნაკლებობა განსაკუთრებით პრობლემურია დეგრადირებადი ნაერთებისთვის (სურათი S6), რამაც შეიძლება ახსნას, თუ რატომ არის სულფონისა და სულფიდის არსებული წყლის ბიოლოგიური კრიტერიუმები დაახლოებით 15-30-ჯერ ნაკლებად მგრძნობიარე ვიდრე SSD HC5 მნიშვნელობა ჩინეთის სამყაროზე დაყრდნობით.საშუალო მემბრანის მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ EC50-ის მრავალი მნიშვნელობის განსაზღვრა შესაძლებელია ერთ ექსპერიმენტში, რაც საკმარისია სრული SSD-ის ფორმირებისთვის (მაგალითად, დესულფინილი; ფიგურა 4B და ფიგურები S6B და S7B) და აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა. დაცული ეკოსისტემის ბუნებრივ ტაქსონებზე ბევრი გამოხმაურება.
მეზოსკოპური ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ ფიპრონილს და მის დეგრადაციის პროდუქტებს შეიძლება ჰქონდეთ აშკარა ქველეტალური და არაპირდაპირი უარყოფითი ზემოქმედება საზოგადოების ფუნქციონირებაზე.მეზოსკოპურ ექსპერიმენტში, ფიპრონილის ხუთივე ნაერთმა გავლენა მოახდინა მწერების გაჩენაზე.უმაღლეს და დაბალ კონცენტრაციებს შორის შედარების შედეგები (ინდივიდუალური აღმოცენების დათრგუნვა და სტიმულირება ან აღმოცენების დროის ცვლილებები) შეესაბამება მეზო ექსპერიმენტების ადრე მოხსენებულ შედეგებს ინსექტიციდის ბიფენტრინის გამოყენებით (29).მოზრდილების გაჩენა უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან ეკოლოგიურ ფუნქციებს და შეიძლება შეიცვალოს დამაბინძურებლებით, როგორიცაა ფიპრონილი (55, 56).ერთდროული აღმოცენება მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ მწერების გამრავლებისა და პოპულაციის მდგრადობისთვის, არამედ მომწიფებული მწერების მომარაგებისთვისაც, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საკვები წყლისა და ხმელეთის ცხოველებისთვის (56).ნერგების გაჩენის თავიდან აცილებამ შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს წყლის ეკოსისტემებსა და სანაპირო ეკოსისტემებს შორის საკვების გაცვლაზე და გაავრცელოს წყლის დამაბინძურებლების ზემოქმედება ხმელეთის ეკოსისტემებში (55, 56).მეზომასშტაბიან ექსპერიმენტში დაფიქსირებული სკრაპერების (წყალმცენარეების მჭამელი მწერების) სიმრავლის შემცირებამ გამოიწვია წყალმცენარეების მოხმარების შემცირება, რასაც მოჰყვა ქლოროფილის მატება (სურათი 3).ეს ტროფიკული კასკადი ცვლის ნახშირბადის და აზოტის ნაკადებს თხევადი კვების ქსელში, მსგავსი კვლევისა, რომელმაც შეაფასა პირეტროიდ ბიფენტრინის ეფექტი ბენთურ თემებზე (29).ამიტომ, ფენილპირაზოლებმა, როგორიცაა ფიპრონილი და მისი დეგრადაციის პროდუქტები, პირეტროიდები და შესაძლოა სხვა სახის ინსექტიციდები, შეიძლება ირიბად ხელი შეუწყონ წყალმცენარეების ბიომასის ზრდას და ნახშირბადისა და აზოტის აშლილობას მცირე ნაკადებში.სხვა ზემოქმედება შეიძლება გავრცელდეს წყლისა და ხმელეთის ეკოსისტემებს შორის ნახშირბადის და აზოტის ციკლების განადგურებამდე.
საშუალო მემბრანის ტესტიდან მიღებულმა ინფორმაციამ საშუალება მოგვცა შეგვეფასებინა ფიპრონილის ნაერთების კონცენტრაციის ეკოლოგიური შესაბამისობა, რომელიც გაზომილია შეერთებული შტატების ხუთ რეგიონში ჩატარებულ ფართომასშტაბიან საველე კვლევებში.444 მცირე ნაკადში, ერთი ან მეტი ფიპრონილის ნაერთის საშუალო კონცენტრაციის 17% (საშუალოდ 4 კვირაზე მეტი) აღემატებოდა მედიის ტესტიდან მიღებულ HC5 მნიშვნელობას.გამოიყენეთ SSD მეზომასშტაბიანი ექსპერიმენტიდან ფიპრონილის ნაერთის გაზომილი კონცენტრაციის გადასაყვანად ტოქსიკურობასთან დაკავშირებულ ინდექსად, ანუ ტოქსიკურობის ერთეულების ჯამად (ΣTUFipronils).მნიშვნელობა 1 მიუთითებს ტოქსიკურობაზე ან ფიპრონილის ნაერთის კუმულაციური ექსპოზიცია აღემატება ცნობილ დამცავ სახეობას 95%.მნიშვნელოვანი კავშირი ΣTUFipronil-ს შორის ხუთიდან ოთხ რეგიონში და SPEARპესტიციდების ინდიკატორს შორის უხერხემლოთა საზოგადოების ჯანმრთელობის შესახებ მიუთითებს იმაზე, რომ ფიპრონილს შეუძლია უარყოფითად იმოქმედოს ბენთოზურ უხერხემლო თემებზე შეერთებული შტატების მრავალ რეგიონში მდინარეებში.ეს შედეგები მხარს უჭერს Wolfram et al-ის ჰიპოთეზას.(3) ფენპირაზოლის ინსექტიციდების რისკი შეერთებულ შტატებში ზედაპირულ წყლებში ბოლომდე არ არის გასაგები, რადგან ზემოქმედება წყლის მწერებზე ხდება მიმდინარე მარეგულირებელი ზღურბლის ქვემოთ.
ნაკადების უმეტესობა ფიპრონილის შემცველობით ტოქსიკურ დონეზე ზემოთ მდებარეობს შედარებით ურბანიზებულ სამხრეთ-აღმოსავლეთ რეგიონში (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).ტერიტორიის წინა შეფასებამ არა მხოლოდ დაასკვნა, რომ ფიპრონილი არის მთავარი სტრესორი, რომელიც გავლენას ახდენს უხერხემლოთა საზოგადოების სტრუქტურაზე მდინარეში, არამედ ისიც, რომ დაშლილი ჟანგბადის დაბალი დონე, საკვები ნივთიერებების მომატება, ნაკადის ცვლილებები, ჰაბიტატის დეგრადაცია და სხვა პესტიციდები და დამაბინძურებლების კატეგორია არის მნიშვნელოვანი. სტრესის წყარო (57).სტრესორების ეს ნაზავი შეესაბამება „ურბანული მდინარის სინდრომს“, რომელიც არის მდინარის ეკოსისტემების დეგრადაცია, რომელიც ჩვეულებრივ შეინიშნება ურბანული მიწათსარგებლობის მიმართ (58, 59).ურბანული მიწათსარგებლობის ნიშნები სამხრეთ-აღმოსავლეთ რეგიონში იზრდება და მოსალოდნელია, რომ გაიზრდება რეგიონის მოსახლეობის მატებასთან ერთად.მოსალოდნელია, რომ მომავალი ურბანული განვითარებისა და პესტიციდების გავლენა ურბანულ ჩამონადენზე გაიზრდება (4).თუ ურბანიზაცია და ფიპრონილის გამოყენება განაგრძობს ზრდას, ამ პესტიციდის გამოყენება ქალაქებში შეიძლება უფრო მეტად იმოქმედოს ნაკადულ თემებზე.მიუხედავად იმისა, რომ მეტაანალიზი ასკვნის, რომ სასოფლო-სამეურნეო პესტიციდების გამოყენება საფრთხეს უქმნის გლობალურ ნაკადის ეკოსისტემებს (2, 60), ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ეს შეფასებები არ აფასებს პესტიციდების საერთო გლობალურ გავლენას ურბანული გამოყენების გამოკლებით.
სხვადასხვა სტრესორმა, მათ შორის პესტიციდებმა, შეიძლება გავლენა მოახდინოს მაკროუხერხემლოთა თემებზე განვითარებულ წყალგამყოფებში (ურბანული, სასოფლო-სამეურნეო და შერეული მიწათსარგებლობა) და შეიძლება დაკავშირებული იყოს მიწის გამოყენებასთან (58, 59, 61).მიუხედავად იმისა, რომ ამ კვლევამ გამოიყენა SPEARპესტიციდების ინდიკატორი და წყლის ორგანიზმისთვის სპეციფიკური ფიპრონილის ტოქსიკურობის მახასიათებლები დამაბნეველი ფაქტორების ზემოქმედების შესამცირებლად, SPEARპესტიციდების ინდიკატორის მოქმედებაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ჰაბიტატის დეგრადაციამ და ფიპრონილი შეიძლება შევადაროთ სხვა პესტიციდებთან დაკავშირებულს (4, 17, 51, 57).თუმცა, მრავალჯერადი სტრესორის მოდელი, რომელიც შემუშავებულია პირველი ორი რეგიონალური კვლევის (შუა დასავლეთი და სამხრეთ-აღმოსავლეთი) საველე გაზომვების გამოყენებით, აჩვენა, რომ პესტიციდები არის მნიშვნელოვანი სტრესორი მაკროუხერხემლოების საზოგადოების პირობებისთვის მდინარეებში.ამ მოდელებში მნიშვნელოვანი განმარტებითი ცვლადები მოიცავს პესტიციდებს (განსაკუთრებით ბიფენტრინი), საკვებ ნივთიერებებს და ჰაბიტატის მახასიათებლებს შუა დასავლეთის უმეტეს სასოფლო-სამეურნეო ნაკადებში და პესტიციდებს (განსაკუთრებით ფიპრონილს) სამხრეთ-აღმოსავლეთის უმეტეს ქალაქებში.ცვლილებები ჟანგბადში, საკვებ ნივთიერებებსა და ნაკადში (61, 62).ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ რეგიონული კვლევები ცდილობს მიმართოს არაპესტიციდური სტრესორების ზემოქმედებას საპასუხო ინდიკატორებზე და მოარგოს პროგნოზირებადი ინდიკატორები ფიპრონილის ზემოქმედების აღსაწერად, ამ კვლევის საველე შედეგები მხარს უჭერს ფიპრონილის შეხედულებას.) უნდა ჩაითვალოს ზეწოლის ერთ-ერთ ყველაზე გავლენიან წყაროდ ამერიკულ მდინარეებში, განსაკუთრებით სამხრეთ-აღმოსავლეთ შეერთებულ შტატებში.
გარემოში პესტიციდების დეგრადაციის შემთხვევები იშვიათად არის დოკუმენტირებული, მაგრამ წყლის ორგანიზმებისთვის საფრთხე შეიძლება უფრო საზიანო იყოს, ვიდრე მშობელი სხეული.ფიპრონილის შემთხვევაში, საველე კვლევებმა და მეზომასშტაბიანმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ დეგრადაციის პროდუქტები ისეთივე გავრცელებულია, როგორც ძირითადი სხეული ნიმუშების ნაკადებში და აქვთ იგივე ან უფრო მაღალი ტოქსიკურობა (ცხრილი 1).საშუალო მემბრანის ექსპერიმენტში, ფტორბენზონიტრილის სულფონი იყო ყველაზე ტოქსიკური პესტიციდების დეგრადაციის შესწავლილ პროდუქტებს შორის, და ის უფრო ტოქსიკური იყო, ვიდრე ძირითადი ნაერთი და ასევე აღმოჩენილი იყო საწყისი ნაერთის მსგავსი სიხშირით.თუ გაზომილია მხოლოდ ძირითადი პესტიციდები, პოტენციური ტოქსიკურობის მოვლენები შეიძლება არ შეინიშნოს, ხოლო პესტიციდების დეგრადაციის დროს ტოქსიკურობის შესახებ ინფორმაციის შედარებით ნაკლებობა ნიშნავს, რომ მათი წარმოშობა და შედეგები შეიძლება იგნორირებული იყოს.მაგალითად, დეგრადაციის პროდუქტების ტოქსიკურობის შესახებ ინფორმაციის ნაკლებობის გამო, ჩატარდა პესტიციდების ყოვლისმომცველი შეფასება შვეიცარიის ნაკადებში, მათ შორის 134 პესტიციდის დეგრადაციის პროდუქტი და მხოლოდ ძირითადი ნაერთი განიხილებოდა ძირითად ნაერთად მისი ეკოტოქსიკოლოგიური რისკის შეფასებაში.
ამ ეკოლოგიური რისკების შეფასების შედეგები მიუთითებს, რომ ფიპრონილის ნაერთებს აქვთ უარყოფითი გავლენა მდინარის ჯანმრთელობაზე, ამიტომ შეიძლება გონივრულად დავასკვნათ, რომ უარყოფითი ეფექტები შეიძლება შეინიშნოს ყველგან, სადაც ფიპრონილის ნაერთები აღემატება HC5 დონეს.მეზოსკოპური ექსპერიმენტების შედეგები ადგილმდებარეობისგან დამოუკიდებელია, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ფიპრონილის და მისი დეგრადაციის პროდუქტების კონცენტრაცია ნაკადის ბევრ ტაქსონაში გაცილებით დაბალია, ვიდრე ადრე იყო დაფიქსირებული.ჩვენ გვჯერა, რომ ეს აღმოჩენა, სავარაუდოდ, გავრცელდება პროტობიოტაზე ხელუხლებელი ნაკადების ნებისმიერ ადგილას.მეზომასშტაბიანი ექსპერიმენტის შედეგები გამოყენებული იქნა ფართომასშტაბიანი საველე კვლევებისთვის (444 მცირე ნაკადი, რომელიც შედგება ურბანული, სასოფლო-სამეურნეო და მიწის შერეული დანიშნულებით შეერთებული შტატების ხუთ მთავარ რეგიონში) და აღმოჩნდა, რომ ბევრი ნაკადის კონცენტრაცია მოსალოდნელია, რომ ფიპრონილი გამოვლინდა. შედეგად მიღებული ტოქსიკურობა ვარაუდობს, რომ ეს შედეგები შეიძლება გავრცელდეს სხვა ქვეყნებში, სადაც ფიპრონილი გამოიყენება.გავრცელებული ინფორმაციით, ფიპრონილის მომხმარებელთა რიცხვი იზრდება იაპონიაში, დიდ ბრიტანეთში და აშშ-ში (7).ფიპრონილი წარმოდგენილია თითქმის ყველა კონტინენტზე, მათ შორის ავსტრალიაში, სამხრეთ ამერიკასა და აფრიკაში (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208).აქ წარმოდგენილი მეზო-საველე კვლევების შედეგები მიუთითებს, რომ ფიპრონილის გამოყენებას შეიძლება ჰქონდეს ეკოლოგიური მნიშვნელობა გლობალური მასშტაბით.
ამ სტატიის დამატებითი მასალებისთვის იხილეთ http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1
ეს არის ღია წვდომის სტატია, რომელიც ვრცელდება Creative Commons Attribution-Non-Commercial ლიცენზიის პირობებით, რომელიც საშუალებას იძლევა გამოყენება, გავრცელება და რეპროდუქცია ნებისმიერ საშუალებებში, სანამ საბოლოო გამოყენება არ არის კომერციული მიზნებისთვის და წინაპირობაა, რომ ორიგინალური ნამუშევარი სწორია.მითითება.
შენიშვნა: ჩვენ მხოლოდ გთხოვთ, მოგვაწოდოთ თქვენი ელ.ფოსტის მისამართი, რათა ადამიანმა, რომელსაც გვერდზე უწევთ რეკომენდაციას, იცოდეს, რომ გსურთ, ნახოს ელფოსტა და რომ ის არ არის სპამი.ჩვენ არ დავიჭერთ ელფოსტის მისამართებს.
ეს კითხვა გამოიყენება იმის შესამოწმებლად, ხართ თუ არა სტუმარი და თავიდან აიცილოთ ავტომატური სპამის გაგზავნა.
ჯანეტ ლ. მილერი, ტრევის ს. შმიდტი, პიტერ კ. ვან მეტრი, ბარბარა მალერი (ბარბარა ჯ. მალერი, მარკ უ. სენდსტრომი, ლიზა ჰ. ნოუელი, დარენ მ. კარლაილი, პატრიკ ვ. მორანი
კვლევებმა აჩვენა, რომ გავრცელებული პესტიციდები, რომლებიც ხშირად გვხვდება ამერიკულ ნაკადებში, უფრო ტოქსიკურია, ვიდრე ადრე ეგონათ.
ჯანეტ ლ. მილერი, ტრევის ს. შმიდტი, პიტერ კ. ვან მეტრი, ბარბარა მალერი (ბარბარა ჯ. მალერი, მარკ უ. სენდსტრომი, ლიზა ჰ. ნოუელი, დარენ მ. კარლაილი, პატრიკ ვ. მორანი
კვლევებმა აჩვენა, რომ გავრცელებული პესტიციდები, რომლებიც ხშირად გვხვდება ამერიკულ ნაკადებში, უფრო ტოქსიკურია, ვიდრე ადრე ეგონათ.
©2021 ამერიკის ასოციაცია მეცნიერების წინსვლისთვის.ყველა უფლება დაცულია.AAAS არის HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef და COUNTER-ის პარტნიორი.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.