Пестициди в річках дедалі більше стають глобальною проблемою, але інформації про безпечну концентрацію у водних екосистемах мало.У 30-денному мезокосмічному експерименті місцеві бентосні водні безхребетні піддалися дії звичайного інсектициду фіпронілу та чотирьох видів продуктів розпаду.Сполука фіпронілу спричиняла зміни у виникненні та трофічному каскаді.Розроблено ефективну концентрацію (EC50), при якій фіпроніл та його сульфідні, сульфонові та десульфінільні продукти розпаду викликають 50% відповідь.Таксани не чутливі до фіпронілу.Концентрація небезпеки 5% уражених видів із 15 мезокосмічних значень EC50 використовується для перетворення концентрації фіпронілу в польовому зразку в суму токсичних одиниць (∑TUFipronils).У 16% потоків, взятих із п’яти регіональних досліджень, середнє значення ∑TUFipronil перевищувало 1 (вказує на токсичність).Індикатори безхребетних видів, що знаходяться під ризиком, негативно корелюють з TUTUipronil у чотирьох із п’яти областей відбору проб.Ця оцінка екологічного ризику показує, що низькі концентрації сполук фіпронілу призведуть до зменшення кількості населення струмків у багатьох частинах Сполучених Штатів.
Незважаючи на те, що виробництво синтетичних хімікатів значно зросло за останні десятиліття, вплив цих хімікатів на нецільові екосистеми до кінця не вивчений (1).У поверхневих водах, де втрачено 90% світових сільськогосподарських угідь, немає даних про сільськогосподарські пестициди, але там, де є дані, час, протягом якого пестициди перевищують нормативні пороги, становить половину (2).Мета-аналіз сільськогосподарських пестицидів у поверхневих водах у Сполучених Штатах виявив, що в 70% місць відбору проб принаймні один пестицид перевищив нормативний поріг (3).Однак ці мета-аналізи (2, 3) зосереджені лише на поверхневих водах, на які впливає сільськогосподарське землекористування, і є підсумком окремих досліджень.Пестициди, особливо інсектициди, також існують у високих концентраціях у дренажі міського ландшафту (4).Рідко можна провести комплексну оцінку пестицидів у поверхневих водах, що скидаються з сільського господарства та міських ландшафтів;отже, невідомо, чи становлять пестициди широкомасштабну загрозу для поверхневих водних ресурсів та їх екологічної цілісності.
У 2010 році на бензопіразоли та неонікотиноїди припадала третина світового ринку пестицидів (5).У поверхневих водах Сполучених Штатів фіпроніл та продукти його розпаду (фенілпіразоли) є найпоширенішими пестицидними сполуками, і їх концентрації зазвичай перевищують водні стандарти (6-8).Хоча неонікотиноїди привернули увагу через їх вплив на бджіл і птахів і їх поширеність (9), фіпроніл більш токсичний для риб і птахів (10), тоді як інші сполуки класу фенілпіразолів мають гербіцидну дію (5).Фіпроніл — системний інсектицид, який використовується для боротьби зі шкідниками в міських і сільськогосподарських умовах.Відколи фіпроніл вийшов на світовий ринок у 1993 році, використання фіпронілу в Сполучених Штатах, Японії та Великобританії значно зросло (5).У Сполучених Штатах фіпроніл використовується для боротьби з мурахами та термітами, а також у посівах, включаючи кукурудзу (включаючи обробку насіння), картоплю та фруктові сади (11, 12).Пік використання фіпронілу в сільському господарстві в Сполучених Штатах припав на 2002 рік (13).Незважаючи на відсутність національних даних про міське використання, міське використання в Каліфорнії досягло піку в 2006 і 2015 роках (https://calpip.cdpr.ca).gov/main.cfm, доступ 2 грудня 2019 року).Хоча високі концентрації фіпронілу (6,41 мкг/л) виявлені у водотоках у деяких сільськогосподарських районах із високими нормами внесення (14), у порівнянні з сільськогосподарськими водотоками, міські водотоки в Сполучених Штатах загалом мають більше виявлення та вищі високі концентрації, позитивні для виникнення штормів пов'язують з тестом (6, 7, 14-17).
Фіпроніл потрапляє у водну екосистему зі стоком або вимивається з ґрунту в потік (7, 14, 18).Фіпроніл має низьку летючість (постійна закону Генрі 2,31×10-4 Па м3 моль-1), низьку або помірну розчинність у воді (3,78 мг/л при 20°C) і помірну гідрофобність (log Kow становить від 3,9 до 4,1)), рухливість у ґрунті дуже мала (log Koc становить від 2,6 до 3,1) (12, 19), і він демонструє низьку або середню стійкість у навколишньому середовищі (20).Фіназеприл розкладається шляхом фотолізу, окислення, рН-залежного гідролізу та відновлення, утворюючи чотири основні продукти розпаду: дессульфоксифенаприл (норсульфоксид), фенапреніп сульфон (сульфон), філофенамід (амід) і філофеніб сульфід (сульфід).Продукти розпаду фіпронілу, як правило, більш стабільні та довговічні, ніж вихідна сполука (21, 22).
Токсичність фіпронілу та його розпад у нецільових видів (таких як водні безхребетні) були добре задокументовані (14, 15).Фіпроніл є нейротоксичною сполукою, яка перешкоджає проходженню іонів хлориду через хлоридний канал, що регулюється гамма-аміномасляною кислотою в комах, що призводить до достатньої концентрації, щоб викликати надмірне збудження та смерть (20).Фіпроніл є вибірково токсичним, тому він має більшу спорідненість зв’язування з рецепторами для комах, ніж для ссавців (23).Інсектицидна активність продуктів розпаду фіпронілу різна.Токсичність сульфону та сульфіду для прісноводних безхребетних подібна або вища, ніж у вихідної сполуки.Десульфініл має помірну токсичність, але менш токсичний, ніж вихідна сполука.Відносно нетоксичний (23, 24).Сприйнятливість водних безхребетних до фіпронілу та розпаду фіпронілу значно варіюється всередині та між таксонами (15), а в деяких випадках навіть перевищує величину (25).Нарешті, є докази того, що фенілпіразоли більш токсичні для екосистеми, ніж вважалося раніше (3).
Водні біологічні контрольні показники, засновані на лабораторних тестах на токсичність, можуть недооцінювати ризик польових популяцій (26-28).Водні стандарти зазвичай встановлюються шляхом лабораторних випробувань на токсичність одного виду з використанням одного або кількох видів водних безхребетних (наприклад, двокрилі: Chironomidae: Chironomus та ракоподібні: Daphnia magna та Hyalella azteca).Ці тестові організми, як правило, легше культивувати, ніж інші бентосні макробезхребетні (наприклад, phe genus ::), і в деяких випадках вони менш чутливі до забруднюючих речовин.Наприклад, D. Magna менш чутливий до багатьох металів, ніж певні комахи, тоді як A. zteca менш чутливий до піретроїдного інсектициду біфентрину, ніж його чутливість до глистів (29, 30).Іншим обмеженням існуючих тестів є кінцеві точки, які використовуються в розрахунках.Гострі контрольні показники базуються на смертності (або фіксованій для ракоподібних), тоді як хронічні контрольні показники зазвичай базуються на сублетальних кінцевих точках (таких як ріст і розмноження) (якщо такі є).Однак існують широко поширені сублетальні ефекти, такі як ріст, поява, параліч і затримка розвитку, які можуть вплинути на успіх таксонів і динаміку спільноти.Як наслідок, незважаючи на те, що еталонний тест забезпечує основу для біологічної важливості ефекту, екологічна значущість як поріг для токсичності є невизначеною.
Щоб краще зрозуміти вплив фіпронілових сполук на бентосні водні екосистеми (безхребетних і водоростей), природні бентосні спільноти були доставлені в лабораторію та піддані градієнтам концентрації протягом 30-денного потоку фіпронілу або одного з чотирьох експериментів з деградації фіпронілу.Мета дослідження полягає в тому, щоб отримати 50% ефективну концентрацію для кожного виду (значення EC50) для кожної фіпронілової сполуки, що представляє широкий таксон річкового співтовариства, а також визначити вплив забруднюючих речовин на структуру та функцію співтовариства [тобто небезпечну концентрацію] 5 % уражених видів (HC5) і непрямі ефекти, такі як зміна появи та трофічної динаміки].Потім порогове значення (специфічне значення HC5 для сполуки), отримане в результаті мезоскопічного експерименту, було застосовано до поля, зібраного Геологічною службою США (USGS) із п’яти регіонів Сполучених Штатів (Північний Схід, Південний Схід, Середній Захід, Північно-Західна частина Тихого океану та Центральна Каліфорнія). Дані прибережної зони) у рамках регіональної оцінки якості потоку USGS (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).Наскільки відомо, це перша оцінка екологічних ризиків.Він всебічно досліджує вплив фіпронілових сполук на бентосні організми в контрольованому мезосередовищі, а потім застосовує ці результати до польових оцінок у континентальному масштабі.
30-денний мезокосмічний експеримент проводився у Водній лабораторії USGS (AXL) у Форт-Коллінзі, штат Колорадо, США, з 18 жовтня по 17 листопада 2017 року, протягом 1 дня одомашнення та 30 днів експериментів.Метод був описаний раніше (29, 31) і детально описаний у додатковому матеріалі.Налаштування мезопростору містить 36 циркуляційних потоків у чотирьох активних потоках (циркуляційних резервуарах для води).Кожен живий струмінь оснащений кулером для підтримки температури води та освітлюється за циклом світло-темрява 16:8.Потік на мезорівні — це нержавіюча сталь, яка підходить для гідрофобності фіпронілу (log Kow = 4,0) і підходить для органічних розчинників для очищення (рис. S1).Вода, використана для мезомасштабного експерименту, була зібрана з річки Кеш-Ла-Пудр (джерела вище за течією, включаючи Національний парк Скелясті гори, Національний ліс і Континентальний вододіл) і зберігалася в чотирьох поліетиленових резервуарах для зберігання AXL.Попередні оцінки зразків осаду та води, зібраних на місці, не виявили пестицидів (29).
План мезомасштабного експерименту складається з 30 потоків обробки та 6 контрольних потоків.Очисний потік отримує очищену воду, кожна з яких містить неповторювані постійні концентрації сполук фіпронілу: фіпроніл (фіпроніл (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-3), амід (Sigma-Aldrich, CAS 205650-69-7), група десульфуризації [Бібліотека пестицидів Агентства з охорони навколишнього середовища США (EPA), CAS 205650-65-3], сульфон (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) і сульфід (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6); уся чистота ≥ 97,8% Відповідно до опублікованих значень відповіді (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33). Розчинивши фіпронілову сполуку в метанолі (Thermo Fisher Scientific, рівень сертифікації Американського хімічного товариства) і розбавивши з деіонізованою водою до необхідного об’єму для приготування концентрованого вихідного розчину. Оскільки кількість метанолу в дозі різна, необхідно додавати метанол до всіх потоків обробки за потреби. У трьох контролях, щоб забезпечити однакову концентрацію метанолу ( 0,05 мл/л) у потоках Середнє зображення трьох інших контрольних потоків отримувало річкову воду без метанолу, інакше їх обробляли як усі інші потоки.
На 8-й день, 16-й день і 26-й день вимірювали температуру, значення рН, електропровідність і деградацію фіпронілу та фіпронілу в проточній мембрані.Щоб відстежити деградацію вихідної сполуки фіпронілу під час тесту на середовище, фіпроніл (батьки) використовували для обробки рідкої слизової оболонки кишечника ще протягом трьох днів [дні 5, 12 і 21 (n = 6)] для температури, pH, Провідність, фіпроніл та відбір проб фіпронілу.Зразки для аналізу пестицидів збирали фільтруванням 10 мл проточної води в 20 мл бурштиновий скляний флакон через шприцевий фільтр Whatman 0,7 мкм GF/F, оснащений голкою великого діаметру.Зразки були негайно заморожені та відправлені до Національної лабораторії якості води USGS (NWQL) у Лейквуді, Колорадо, США для аналізу.Використовуючи вдосконалений метод раніше опублікованого методу, фіпроніл і 4 продукти розпаду у зразках води визначали за допомогою рідинної хроматографії з тандемною мас-спектрометрією (LC-MS / MS; Agilent 6495) з прямим водним впорскуванням (DAI).Рівень виявлення приладу (IDL) оцінюється як мінімальний стандарт калібрування, який відповідає стандарту якісної ідентифікації;IDL фіпронілу становить 0,005 мкг/л, а IDL інших чотирьох фіпронілів становить 0,001 мкг/л.Додатковий матеріал надає повний опис методів, що використовуються для вимірювання сполук фіпронілу, включаючи процедури контролю та гарантії якості (наприклад, відновлення зразків, спайки, перевірки третьою стороною та контрольні проби).
Наприкінці 30-денного мезокосмічного експерименту було завершено підрахунок та ідентифікацію дорослих і личинкових безхребетних (основна кінцева точка збору даних).Імаго, що з’являється, щодня збирають із сітки та заморожують у чистій центрифужній пробірці Falcon об’ємом 15 мл.Наприкінці експерименту (30-й день) вміст мембрани в кожному потоці очищали для видалення будь-яких безхребетних, просівали (250 мкм) і зберігали в 80% етанолі.Компанія Timberline Aquatics (Форт Коллінз, Колорадо) завершила таксономічну ідентифікацію личинок і дорослих безхребетних до найнижчого можливого таксономічного рівня, як правило, виду.На 9, 19 і 29 дні хлорофіл а вимірювали тричі в мезоскопічній мембрані кожного потоку.Усі хімічні та біологічні дані в рамках мезоскопічного експерименту надані в супровідному випуску даних (35).
Екологічні дослідження були проведені в невеликих (брід) струмках у п'яти основних районах Сполучених Штатів, а пестициди контролювалися протягом попереднього періоду індексу.Коротше кажучи, на основі сільськогосподарського та міського землекористування (36-40) у кожному регіоні було обрано від 77 до 100 місць (загалом 444 місця).Протягом весни та літа одного року (2013-2017) проби води відбирають один раз на тиждень у кожному регіоні протягом 4-12 тижнів.Конкретний час залежить від регіону та інтенсивності розробки.Однак 11 станцій північно-східного регіону знаходяться майже на вододілі.Жодного розвитку, хіба що зібрано лише один зразок.Оскільки періоди моніторингу пестицидів у регіональних дослідженнях різні, для порівняння тут розглядаються лише чотири останні зразки, зібрані на кожній ділянці.Припускається, що один зразок, зібраний на незабудованій північно-східній ділянці (n = 11), може представляти 4-тижневий період відбору.Цей метод призводить до такої ж кількості спостережень за пестицидами (за винятком 11 місць на північному сході) і такої ж тривалості спостереження;Вважається, що 4 тижні достатньо для тривалого впливу на біоту, але досить коротко, щоб екологічне співтовариство не оговталося від цих контактів.
У разі достатнього потоку проба води збирається за допомогою постійної швидкості та сталої ширини (41).Коли потоку недостатньо для використання цього методу, можна зібрати зразки шляхом глибокої інтеграції зразків або захоплення з центру ваги потоку.Використовуйте шприц з великим отвором і дисковий фільтр (0,7 мкм), щоб зібрати 10 мл відфільтрованого зразка (42).За допомогою DAI LC-MS/MS/MS/MS зразки води були проаналізовані в NWQL на 225 пестицидів і продуктів розпаду пестицидів, включаючи фіпроніл і 7 продуктів розпаду (дессульфінілфіпроніл, фіпроніл). Сульфіди, фіпронілсульфон, дехлорфіпроніл, дестіолфіпроніл, амід, фіпроніл і фіпроніл).).Типові мінімальні рівні звітності для польових досліджень такі: фіпроніл, десметилтіофторбензонітрил, фіпроніл сульфід, фіпроніл сульфон і дехлорофіпроніл 0,004 мкг/л;дезсульфінілфторфенамід і Концентрація фіпроніламіду становить 0,009 мкг/літр;концентрація фіпронілсульфонату 0,096 мкг/л.
Зразки у спільнот безхребетних відбираються наприкінці кожного дослідження території (навесні/влітку), як правило, одночасно з останнім відбором проб пестицидів.Після вегетаційного періоду та інтенсивного використання пестицидів час відбору зразків має відповідати умовам низької течії та має збігатися з часом, коли спільнота річкових безхребетних дозріває та перебуває переважно на стадії життя личинок.Використовуючи пробовідбірник Surber із сіткою 500 мкм або D-образну сітку, відбір зразків спільноти безхребетних був завершений у 437 із 444 місць.Методика відбору детально описана в додатковому матеріалі.На NWQL усі безхребетні зазвичай ідентифікуються та перераховуються на рівні роду чи виду.Усі хімічні та біологічні дані, зібрані в цій галузі та використані в цьому рукописі, можна знайти в супровідному випуску даних (35).
Для п’яти фіпронілових сполук, використаних у мезоскопічному експерименті, концентрація личинок безхребетних була розрахована на 20% або 50% відносно контролю (тобто EC20 та EC50).Дані [x = зважена за часом концентрація фіпронілу (детальніше див. додатковий матеріал), y = чисельність личинок або інші показники] були підігнані до розширеного пакету R(43) за допомогою методу трипараметричної логарифмічної регресії «drc».Крива відповідає всім видам (личинкам) із достатньою чисельністю та відповідає іншим цікавим показникам (наприклад, багатство таксонів, загальна чисельність поденкових мух і загальна чисельність), щоб краще зрозуміти ефект спільноти.Коефіцієнт Неша-Саткліффа (45) використовується для оцінки відповідності моделі, де погана відповідність моделі може отримати нескінченні негативні значення, а значення ідеальної відповідності дорівнює 1.
Щоб дослідити вплив сполук фіпронілу на появу комах в експерименті, дані були оцінені двома способами.По-перше, шляхом віднімання середнього вигляду контрольного мезо потоку від зовнішнього вигляду кожного мезо потоку обробки, сукупна щоденна кількість комах з кожного мезо потоку (загальна кількість усіх особин) була нормалізована до контролю.Побудуйте ці значення в залежності від часу, щоб зрозуміти відхилення медіатора лікувальної рідини від медіатора контрольної рідини в 30-денному експерименті.По-друге, обчисліть загальний відсоток зустрічальності кожного мезофілу потоку, який визначається як відношення загальної кількості мезофілів у даному потоці до середньої кількості личинок і дорослих особин у контрольній групі та підходить для логарифмічної регресії за трьома параметрами. .Усі зібрані комахи проростання належали до двох підродин сімейства Chironomidae, тому було проведено комбінований аналіз.
Зміни в структурі спільноти, такі як втрата таксонів, можуть зрештою залежати від прямого та непрямого впливу токсичних речовин і можуть призводити до змін у функції спільноти (наприклад, трофічний каскад).Щоб перевірити трофічний каскад, просту причинно-наслідкову мережу було оцінено за допомогою методу аналізу шляху (пакет R «piecewiseSEM») (46).Для мезоскопічних експериментів передбачається, що фіпроніл, десульфініл, сульфід і сульфон (не перевірений амід) у воді для зменшення біомаси скребка опосередковано призводять до збільшення біомаси хлорофілу a (47).Концентрація сполуки є прогностичною змінною, а скребок і біомаса хлорофілу є змінними відповіді.Для оцінки відповідності моделі використовується C-статистика Фішера, так що значення P <0,05 вказує на хорошу відповідність моделі (46).
Щоб розробити пороговий захисний агент еко-спільноти на основі оцінки ризику, кожна сполука отримала 95% розподілу хронічної чутливості (SSD) уражених видів (HC5) і захист від небезпечної концентрації.Було створено три набори даних SSD: (i) лише набір мезоданих, (ii) набір даних, що містить усі мезодані та дані, зібрані за допомогою запиту до бази даних EPA ECOTOX (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, доступ до якого 14 березня 2019 р.), тривалість дослідження становить 4 дні або більше, і (iii) набір даних, що містить усі мезоскопічні дані та дані ECOTOX, у якому дані ECOTOX (гострий вплив), поділені на співвідношення гострого до хронічного D. magna ( 19.39), щоб пояснити різницю в тривалості впливу та приблизно визначити хронічне значення EC50 (12).Наша мета створення кількох моделей SSD полягає в тому, щоб (i) розробити значення HC5 для порівняння з польовими даними (тільки для SSD для носіїв), і (ii) оцінити, що медіа-дані є більш прийнятними для включення в аквакультуру, ніж регуляторні органи. надійність контрольних показників життя та стандартне налаштування ресурсів даних, а отже практичність використання мезоскопічних досліджень для процесу налаштування.
SSD було розроблено для кожного набору даних за допомогою пакета R «ssdtools» (48).Використовуйте початковий метод (n = 10 000), щоб оцінити середнє значення HC5 і довірчий інтервал (CI) з SSD.Відповіді 49 таксонів (усі таксони, які були визначені як рід або вид), отримані в ході цього дослідження, об’єднані з відповідями 32 таксонів, зібраними з шести опублікованих досліджень у базі даних ECOTOX, для загальної відповіді 81 таксона можна використовувати для розробки SSD .Оскільки в базі даних ECOTOX про аміди не було знайдено жодних даних, SSD для амідів не було розроблено, і в поточному дослідженні було отримано лише одну відповідь EC50.Хоча значення EC50 лише однієї сульфідної групи було знайдено в базі даних ECOTOX, поточний аспірант має 12 значень EC50.Тому були розроблені SSD для сульфінільних груп.
Специфічні значення HC5 сполук фіпронілу, отримані лише з набору даних SSD Mesocosmos, були об’єднані з польовими даними для оцінки впливу та потенційної токсичності сполук фіпронілу в 444 потоках із п’яти регіонів Сполучених Штатів.В останньому 4-тижневому вікні відбору проб кожна виявлена ​​концентрація фіпронілових сполук (невиявлені концентрації дорівнюють нулю) ділиться на відповідний HC5, і співвідношення сполук кожного зразка підсумовується для отримання одиниці загальної токсичності фіпронілу (ΣTUFipronils), де ΣTUFipronils> 1 означає токсичність.
Шляхом порівняння небезпечної концентрації 50% уражених видів (HC50) зі значенням EC50 насиченості таксонів, отриманим в результаті експерименту із середньою мембраною, було оцінено SSD, отримане з даних середньої мембрани, щоб відобразити чутливість ширшої екологічної спільноти до фіпронілу. ступінь..За допомогою цього порівняння можна оцінити узгодженість між методом SSD (включаючи лише ті таксони із взаємозв’язком доза-реакція) та методом EC50 (включаючи всі унікальні таксони, спостережувані в середньому просторі) з використанням методу EC50 вимірювання насиченості таксонів.Залежність доза-відповідь.
Індикатор пестицидного ризику виду (SPEARpesticides) був розрахований для дослідження зв’язку між станом здоров’я спільнот безхребетних і ΣTUFipronil у 437 потоках збору безхребетних.Метрика пестицидів SPEAR перетворює склад безхребетних у метрику чисельності для біологічної таксономії з фізіологічними та екологічними характеристиками, тим самим надаючи чутливість до пестицидів.Індикатор пестицидів SPEAR не чутливий до природних коваріантів (49, 50), хоча на його продуктивність вплине серйозна деградація середовища існування (51).Дані про чисельність, зібрані на місці для кожного таксону, узгоджуються з ключовим значенням таксону, пов’язаного з програмним забезпеченням ASTERICS для оцінки екологічної якості річки (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home .html).Потім імпортуйте дані в програмне забезпечення Indicate (http://systemecology.eu/indicate/) (версія 18.05).У цьому програмному забезпеченні європейська база даних ознак і база даних із фізіологічною чутливістю до пестицидів використовуються для перетворення даних кожної ділянки в індикатор пестицидів SPEAR.Кожне з п’яти регіональних досліджень використовувало Загальну адитивну модель (GAM) [пакет «mgcv» у R(52)), щоб дослідити взаємозв’язок між показником SPEARpesticides і ΣTUFipronils [log10(X + 1) перетворення] Associated.Для отримання більш детальної інформації про показники пестицидів SPEAR та для аналізу даних див. Додаткові матеріали.
Індекс якості води є незмінним для кожного мезоскопічного потоку та за весь період мезоскопічного експерименту.Середня температура, pH і електропровідність становили 13,1°C (±0,27°C), 7,8 (±0,12) і 54,1 (±2,1) мкСм/см (35), відповідно.Виміряний вміст розчиненого органічного вуглецю в чистій річковій воді становить 3,1 мг/л.На мезо-виді річки, де розгорнуто реєстратор MiniDOT, розчинений кисень близький до насичення (в середньому> 8,0 мг/л), що вказує на те, що потік повністю циркулює.
Дані щодо контролю та забезпечення якості фіпронілу наведені в супровідному випуску даних (35).Коротше кажучи, коефіцієнти відновлення лабораторних матричних спайків і мезоскопічних зразків зазвичай знаходяться в прийнятних межах (відновлення від 70% до 130%), стандарти IDL підтверджують кількісний метод, а лабораторні та інструментальні бланки зазвичай чисті. Є дуже мало винятків, крім ці узагальнення обговорюються в додатковому матеріалі..
Завдяки конструкції системи виміряна концентрація фіпронілу зазвичай нижча за цільове значення (рис. S2) (оскільки для досягнення стабільного стану в ідеальних умовах потрібно від 4 до 10 днів) (30).Порівняно з іншими сполуками фіпронілу, концентрація десульфінілу та аміду незначно змінюється з часом, а мінливість концентрації в межах обробки менша, ніж різниця між обробками, за винятком обробки низькою концентрацією сульфону та сульфіду.Діапазон середньозважених за часом виміряних концентрацій для кожної групи лікування є таким: фіпроніл, IDL до 9,07 мкг/л;Десульфініл, IDL до 2,15 мкг/л;Амід, IDL до 4,17 мкг/л;Сульфід, IDL До 0,57 мкг/літр;і сульфону, IDL становить 1,13 мкг/літр (35).У деяких потоках були виявлені нецільові фіпронілові сполуки, тобто сполуки, які не були додані в конкретну обробку, але були відомі як продукти розпаду обробної сполуки.Мезоскопічні мембрани, оброблені вихідною сполукою фіпронілом, мають найбільшу кількість виявлених нецільових продуктів розпаду (якщо не використовуються як технологічна сполука, вони є сульфінілом, амідом, сульфідом і сульфоном);вони можуть бути наслідком виробничих домішок сполуки та/або процесів деградації, які відбуваються під час зберігання вихідного розчину та (або) у мезоскопічному експерименті, а не результатом перехресного забруднення.При лікуванні фіпронілом не спостерігалося тенденції до концентрації деградації.Сполуки нецільового розпаду найчастіше виявляються в організмі з найвищою концентрацією під час лікування, але концентрація менша, ніж концентрація цих нецільових сполук (концентрацію див. у наступному розділі).Таким чином, оскільки нецільові сполуки, що розкладаються, зазвичай не виявляються при найнижчій обробці фіпронілом, і оскільки виявлена ​​концентрація нижча, ніж ефективна концентрація при найвищій обробці, робиться висновок, що ці нецільові сполуки мають мінімальний вплив на аналіз.
В експериментах із середовищем бентосні макробезхребетні були чутливі до фіпронілу, десульфінілу, сульфону та сульфіду [Таблиця S1;вихідні дані про чисельність надані у супровідній версії даних (35)].Фіпроніламід призначений лише для мух Rhithrogena sp.Токсичний (смертельний), його EC50 становить 2,05 мкг/л [±10,8 (SE)].Було створено криві доза-відповідь 15 унікальних таксонів.Ці таксони показали смертність у межах перевіреного діапазону концентрацій (Таблиця S1), а цільові скупчені таксони (наприклад, мухи) (Малюнок S3) і багаті таксони (Малюнок 1) Були створені крива доза-відповідь.Концентрація (EC50) фіпронілу, десульфінілу, сульфону та сульфіду на унікальних таксонах найбільш чутливих таксонів коливається в межах 0,005-0,364, 0,002-0,252, 0,002-0,061 та 0,005-0,043 мкг/л відповідно.Rhithrogena sp.І Sweltsa sp.;Малюнок S4) є нижчими, ніж більш переносимі таксони (такі як Micropsectra / Tanytarsus і Lepidostoma sp.) (Таблиця S1).Відповідно до середнього значення EC50 для кожної сполуки в таблиці S1, сульфони та сульфіди є найбільш ефективними сполуками, тоді як безхребетні, як правило, найменш чутливі до десульфінілу (за винятком амідів).Показники загального екологічного статусу, такі як багатство таксонів, загальна чисельність, загальна кількість пентаплоїдів і загальна чисельність кам’яної мухи, включаючи таксони та чисельність деяких таксонів, вони дуже рідкісні в мезосистемі і не можуть бути розраховані. Намалюйте окрему криву доза-відповідь.Таким чином, ці екологічні індикатори включають відповіді таксонів, які не включені до SSD.
Багатство таксонів (личинка) з трирівневою логістичною функцією (A) фіпронілу, (B) десульфінілу, (C) сульфону та (D) концентрації сульфіду.Кожна точка даних представляє личинок з одного потоку в кінці 30-денного мезоексперименту.Багатство таксонів — це кількість унікальних таксонів у кожному потоці.Значення концентрації є середньозваженим у часі спостережуваної концентрації кожного потоку, виміряної наприкінці 30-денного експерименту.Фіпроніламід (не показано) не має зв'язку з багатими таксонами.Будь ласка, зверніть увагу, що вісь X розташовано в логарифмічній шкалі.EC20 та EC50 з SE наведені в таблиці S1.
При найвищій концентрації з усіх п’яти фіпронілових сполук швидкість появи Uetridae знизилася.Відсоток проростання (EC50) сульфіду, сульфону, фіпронілу, аміду та десульфінілу зменшився на 50% при концентраціях 0,03, 0,06, 0,11, 0,78 та 0,97 мкг/л відповідно (Малюнок 2 та Малюнок S5).У більшості 30-денних експериментів усі обробки фіпронілом, десульфінілом, сульфоном і сульфідом були відкладені, за винятком деяких обробок з низькою концентрацією (рис. 2), і їх поява була пригнічена.При обробці амідами накопичені стоки протягом усього експерименту були вищими, ніж у контролі, з концентрацією 0,286 мкг/літр.Найвища концентрація (4,164 мкг/літр) протягом усього експерименту пригнічувала витік, і швидкість витікання проміжної обробки була подібною до контрольної групи.(малюнок 2).
Кумулятивне спливання — це середнє добове спливання кожної обробки мінус (A) фіпроніл, (B) десульфініл, (C) сульфон, (D) сульфід і (E) амід у контрольному потоці. Середнє добове спливання мембрани.За винятком контролю (n = 6), n = 1. Значення концентрації є середньозваженим у часі спостережуваної концентрації в кожному потоці.
Крива доза-реакція показує, що, крім таксономічних втрат, структурні зміни на рівні спільноти.Зокрема, в діапазоні досліджуваних концентрацій велика кількість трави (рис. S3) і кількість таксонів (рис. 1) показали значний зв’язок доза-реакція з фіпронілом, десульфінілом, сульфоном і сульфідом.Тому ми досліджували, як ці структурні зміни призводять до змін у функції спільноти, перевіряючи каскад харчування.Вплив фіпронілу, десульфінілу, сульфіду та сульфону на водних безхребетних має прямий негативний вплив на біомасу скребка (рис. 3).Щоб контролювати негативний вплив фіпронілу на біомасу скребка, скребок також негативно впливав на біомасу хлорофілу А (рис. 3).Результатом цих негативних коефіцієнтів шляху є чисте збільшення хлорофілу а, оскільки концентрація фіпронілу та деградантів збільшується.Ці повністю опосередковані моделі шляху вказують на те, що підвищена деградація фіпронілу або фіпронілу призводить до збільшення частки хлорофілу а (рис. 3).Заздалегідь передбачається, що прямий ефект між фіпронілом або концентрацією деградації та біомасою хлорофілу дорівнює нулю, оскільки сполуки фіпронілу є пестицидами та мають низьку пряму токсичність для водоростей (наприклад, гостра базова концентрація EPA для несудинних рослин становить 100 мкг/л фіпроніл, дисульфоксидна група, сульфон і сульфід; https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), усі результати (дійсні моделі) підтверджують це гіпотеза.
Фіпроніл може суттєво зменшувати біомасу (пряма дія) випасу (група скребків — личинки), але не має прямого впливу на біомасу хлорофілу а.Однак сильний непрямий ефект фіпронілу полягає у збільшенні біомаси хлорофілу а у відповідь на менший випас.Стрілка вказує стандартизований коефіцієнт шляху, а знак мінус (-) вказує напрямок асоціації.* Вказує на ступінь важливості.
Три твердотільні накопичувачі (лише середній шар, середній шар плюс дані ECOTOX і середній шар плюс дані ECOTOX з поправкою на різницю в тривалості впливу) дали номінально різні значення HC5 (таблиця S3), але результати були в діапазоні SE.У решті цього дослідження ми зосередимося на даних SSD лише з мезовсесвітом і відповідним значенням HC5.Щоб отримати більш повний опис цих трьох оцінок SSD, будь ласка, зверніться до додаткових матеріалів (таблиці S2 до S5 та малюнки S6 і S7).Найкраще відповідний розподіл даних (найнижча інформаційна стандартна оцінка Akaike) чотирьох фіпронілових сполук (рис. 4), які використовуються лише в мезотвердій карті твердотільного накопичувача, є логарифм Гамбеля для фіпронілу та сульфону та Вейбула для сульфіду та десульфурованого γ ( Таблиця S3).Значення HC5, отримані для кожної сполуки, наведено на малюнку 4 лише для мезоуніверсуму, а в таблиці S3 наведено значення HC5 з усіх трьох наборів даних SSD.Значення HC50 фіпронілових, сульфідних, сульфонових і десульфінільних груп [22,1±8,78 нг/л (95% ДІ, 11,4 до 46,2), 16,9±3,38 нг/л (95% ДІ, 11,2 до 24,0), 8 80± 2,66 нг/л (95% ДІ, від 5,44 до 15,8) і 83,4±32,9 нг/л (95% ДІ, від 36,4 до 163)] Ці сполуки значно нижчі, ніж багатство таксонів EC50 (загальна кількість унікальних таксонів) (Таблиця S1 ; примітки в таблиці додаткових матеріалів вказані в мікрограмах на літр).
У мезомасштабному експерименті при впливі (A) фіпронілу, (B) дезсульфінілу фіпронілу, (C) фіпронілсульфону, (D) фіпронілу сульфіду протягом 30 днів описується видова чутливість. Це значення EC50 таксону.Синя пунктирна лінія означає 95% ДІ.Горизонтальна пунктирна лінія представляє HC5.Значення HC5 (нг/л) кожної сполуки є таким: фіпроніл, 4,56 нг/л (95% ДІ, 2,59-10,2);Сульфід, 3,52 нг/л (від 1,36 до 9,20);Сульфон, 2,86 нг/літр (від 1,93 до 5,29);і сульфініл, 3,55 нг/літр (від 0,35 до 28,4).Будь ласка, зверніть увагу, що вісь X розташовано в логарифмічній шкалі.
У п’яти регіональних дослідженнях фіпроніл (батьки) було виявлено в 22% із 444 польових точок відбору проб (табл. 1).Частота виявлення флорфенібу, сульфону та аміду однакова (від 18% до 22% зразка), частота виявлення сульфіду та десульфінілу нижча (від 11% до 13%), тоді як решта продуктів розпаду дуже висока.Мало (1% або менше) або ніколи не виявлено (таблиця 1)..Фіпроніл найчастіше виявляють на південному сході (52% ділянок) і рідше на північному заході (9% ділянок), що підкреслює різноманітність використання бензопіразолу та потенційну вразливість потоків по всій країні.Деграданти зазвичай демонструють подібні регіональні закономірності, з найвищою частотою виявлення на південному сході та найнижчою на північному заході або в прибережній Каліфорнії.Виміряна концентрація фіпронілу була найвищою, за нею слідувала вихідна сполука фіпроніл (90% відсоток 10,8 і 6,3 нг/л відповідно) (Таблиця 1) (35).Найбільша концентрація фіпронілу (61,4 нг/л), дисульфінілу (10,6 нг/л) та сульфіду (8,0 нг/л) визначена на південному сході (за останні чотири тижні відбору).Найбільша концентрація сульфону визначена на заході.(15,7 нг/л), амід (42,7 нг/л), дезсульфініл флупірнамід (14 нг/л) і фіпроніл сульфонат (8,1 нг/л) (35).Флорфенід сульфон був єдиною сполукою, яка перевищувала HC5 (таблиця 1).Середні значення ΣTUFipronils між різними регіонами сильно відрізняються (табл. 1).Середній національний показник ΣTUFipronils становить 0,62 (в усіх місцях, усіх регіонах), а 71 місце (16%) має ΣTUFipronils> 1, що вказує на те, що він може бути токсичним для бентосних макробезхребетних.У чотирьох із п’яти досліджених регіонів (за винятком Середнього Заходу) існує значний зв’язок між пестицидами SPEAR і ΣTUFipronil, зі скоригованим R2 в діапазоні від 0,07 уздовж узбережжя Каліфорнії до 0,34 на південному сході (рис. 5).
* Сполуки, що використовуються в мезоскопічних експериментах.†ΣTUFipronils, медіана суми одиниць токсину [спостережувана польова концентрація чотирьох сполук фіпронілу/концентрація небезпеки кожної сполуки з п’ятого процентиля заражених SSD видів (рис. 4)] Для щотижневих зразків фіпронілу останні 4 тижні зразків пестицидів, зібраних на кожній ділянці, було розраховано.‡Кількість місць, де вимірюють пестициди.§90-й процентиль базується на максимальній концентрації, що спостерігається на місці протягом останніх 4 тижнів відбору проб пестицидів.з відсотком перевірених зразків.¶ Для розрахунку ДІ використовуйте 95% ДІ значення HC5 (Малюнок 4 і Таблиця S3, лише мезо).Дехлорофлупініб аналізували в усіх регіонах і жодного разу не знайшли.НД, не виявлено.
Одиниця токсичності фіпронілу являє собою виміряну концентрацію фіпронілу, поділену на специфічне для сполуки значення HC5, яке визначається SSD, отриманим в результаті експерименту із середовищем (див. Малюнок 4).Чорна лінія, узагальнена адитивна модель (GAM).Червона пунктирна лінія має ДІ 95% для GAM.ΣTUFipronils перетворюється на log10 (ΣTUFipronils+1).
Побічний вплив фіпронілу на нецільові водні види було добре задокументовано (15, 21, 24, 25, 32, 33), але це перше дослідження, у якому він є чутливим у контрольованому лабораторному середовищі.Спільноти таксонів піддавалися дії сполук фіпронілу, а результати були екстрапольовані на континентальний масштаб.Результати 30-денного мезокосмічного експерименту можуть дати 15 окремих груп водних комах (таблиця S1) з незареєстрованою концентрацією в літературі, серед яких водні комахи в базі даних токсичності представлені недостатньо (53, 54).Специфічні для таксонів криві доза-відповідь (такі як EC50) відображаються на змінах на рівні громади (таких як багатство таксонів і втрата чисельності можливої ​​польоту) і функціональних змінах (таких як каскади харчування та зміни зовнішнього вигляду).Ефект мезоскопічного Всесвіту був екстрапольований на поле.У чотирьох із п’яти дослідницьких районів у Сполучених Штатах виміряна в польових умовах концентрація фіпронілу корелювала із занепадом водної екосистеми в текучій воді.
Значення HC5 для 95% видів в експерименті із середньою мембраною має захисний ефект, що вказує на те, що спільноти водних безхребетних більш чутливі до фіпронілових сполук, ніж вважалося раніше.Отримане значення HC5 (флорфеніб, 4,56 нг/літр; десульфоксиран, 3,55 нг/літр; сульфон, 2,86 нг/літр; сульфід, 3,52 нг/літр) у кілька разів (флорфеніб) до трьох разів перевищує порядок величини (десульфініл ) нижче поточного стандарту EPA для хронічних безхребетних [фіпроніл, 11 нг/літр;десульфініл, 10310 нг/літр;сульфон, 37 нг/л;і сульфід, для 110 нг/літр (8)].Мезоскопічні експерименти виявили багато груп, які чутливі до фіпронілу замість тих, що вказані EPA для хронічних безхребетних (4 групи, які більш чутливі до фіпронілу, 13 пар десульфінілу, 11 пар сульфону та 13 пар) Чутливість до сульфідів) (рис. 4 і таблиці) S1).Це показує, що контрольні показники не можуть захистити кілька видів, які також спостерігаються в середньому світі, які також широко поширені у водних екосистемах.Різниця між нашими результатами та поточним еталонним показником в основному пов’язана з відсутністю даних випробувань на токсичність фіпронілу, застосовних до ряду таксонів водних комах, особливо коли час впливу перевищує 4 дні та фіпроніл розкладається.Під час 30-денного мезокосмічного експерименту більшість комах у спільноті безхребетних були більш чутливими до фіпронілу, ніж звичайний тестовий організм ацтеків (ракоподібних), навіть після корекції ацтеків. EC50 Тейке робить його таким самим після гострої трансформації.(Зазвичай 96 годин) до тривалого часу впливу (Малюнок S7).Було досягнуто кращого консенсусу між експериментом із середньою мембраною та дослідженням, про яке повідомляється в ECOTOX, із використанням стандартного тестового організму Chironomus dilutus (комаха).Не дивно, що водні комахи особливо чутливі до пестицидів.Без коригування часу експозиції мезомасштабний експеримент і вичерпні дані бази даних ECOTOX показали, що багато таксонів виявились більш чутливими до фіпронілових сполук, ніж розведені Clostridium (рис. S6).Однак, регулюючи час експозиції, Dilution Clostridium є найбільш чутливим організмом до фіпронілу (батьківського) і сульфіду, хоча він не чутливий до сульфону (Малюнок S7).Ці результати ілюструють важливість включення кількох типів водних організмів (включно з кількома комахами) для отримання фактичних концентрацій пестицидів, які можуть захистити водні організми.
Метод SSD може захистити рідкісні або нечутливі таксони, EC50 яких неможливо визначити, наприклад Cinygmula sp., Isoperla fulva і Brachycentrus americanus.Значення EC50 чисельності таксонів і можливої ​​чисельності літаючих, що відображають зміни в складі спільноти, узгоджуються зі значеннями HC50 SSD фіпронілу, сульфону та сульфіду.Протокол підтримує таку ідею: метод SSD, який використовується для визначення порогових значень, може захистити всю спільноту, включаючи рідкісні або нечутливі таксони в спільноті.Порогова кількість водних організмів, визначена за допомогою SSD на основі лише кількох таксонів або нечутливих таксонів, може бути вкрай недостатньою для захисту водних екосистем.Це стосується десульфінілу (рис. S6B).Через відсутність даних у базі даних ECOTOX базова концентрація EPA для хронічних безхребетних становить 10 310 нг/л, що на чотири порядки вище, ніж 3,55 нг/л HC5.Результати наборів відповідей різних таксонів, отриманих у мезоскопічних експериментах.Відсутність даних про токсичність є особливо проблематичною для сполук, що розкладаються (рис. S6), що може пояснити, чому існуючі водні біологічні контрольні показники для сульфону та сульфіду приблизно в 15-30 разів менш чутливі, ніж значення HC5 SSD, засноване на China Universe.Перевага методу середньої мембрани полягає в тому, що кілька значень EC50 можна визначити в одному експерименті, чого достатньо для формування повного SSD (наприклад, десульфінілу; малюнок 4B та малюнки S6B і S7B), і мати значний вплив про природні таксони заповідної екосистеми Багато відповідей.
Мезоскопічні експерименти показують, що фіпроніл та продукти його розпаду можуть мати очевидний сублетальний та непрямий несприятливий вплив на функціонування спільноти.У мезоскопічному експерименті виявилося, що всі п'ять сполук фіпронілу впливають на появу комах.Результати порівняння між найвищими та найнижчими концентраціями (пригнічення та стимуляція індивідуальних сходів або зміни часу появи) узгоджуються з раніше повідомленими результатами мезоекспериментів з використанням інсектициду біфентрин (29).Поява дорослих особин виконує важливі екологічні функції і може бути змінена такими забруднювачами, як фіпроніл (55, 56).Одночасна поява критична не тільки для розмноження комах і збереження популяції, але й для постачання зрілих комах, які можуть використовуватися як їжа для водних і наземних тварин (56).Запобігання появі сходів може негативно вплинути на обмін їжі між водними екосистемами та прибережними екосистемами та поширити вплив забруднювачів води на наземні екосистеми (55, 56).Зменшення чисельності скребків (комах, що харчуються водоростями), що спостерігалося в мезомасштабному експерименті, призвело до зменшення споживання водоростей, що призвело до збільшення хлорофілу а (рис. 3).Цей трофічний каскад змінює потоки вуглецю та азоту в рідкій харчовій мережі, подібно до дослідження, яке оцінювало вплив піретроїду біфентрину на бентосні спільноти (29).Таким чином, фенілпіразоли, такі як фіпроніл та продукти його розпаду, піретроїди та, можливо, інші типи інсектицидів, можуть опосередковано сприяти збільшенню біомаси водоростей і збуренню вуглецю та азоту в невеликих потоках.Інші впливи можуть поширюватися на руйнування циклів вуглецю та азоту між водними та наземними екосистемами.
Інформація, отримана в результаті випробування середньої мембрани, дозволила нам оцінити екологічну значимість концентрацій сполуки фіпронілу, виміряних у великомасштабних польових дослідженнях, проведених у п’яти регіонах Сполучених Штатів.У 444 невеликих потоках 17% середньої концентрації однієї або кількох сполук фіпронілу (в середньому за 4 тижні) перевищували значення HC5, отримане в результаті тесту на середовище.Використовуйте SSD із мезомасштабного експерименту, щоб перетворити виміряну концентрацію сполуки фіпронілу в індекс, пов’язаний з токсичністю, тобто суму одиниць токсичності (ΣTUFipronils).Значення 1 вказує на токсичність або кумулятивний вплив сполуки фіпронілу перевищує відомий рівень захисту видів на 95%.Істотний зв’язок між ΣTUFipronil у чотирьох із п’яти регіонів та індикатором пестицидів SPEAR щодо здоров’я спільноти безхребетних вказує на те, що фіпроніл може негативно впливати на спільноти бентосних безхребетних у річках у кількох регіонах Сполучених Штатів.Ці результати підтверджують гіпотезу Вольфрама та ін.(3) Ризик фенпіразолових інсектицидів для поверхневих вод у Сполучених Штатах повністю не вивчений, оскільки вплив на водних комах відбувається нижче поточного нормативного порогу.
Більшість потоків із вмістом фіпронілу вище токсичного рівня розташовані у відносно урбанізованому південно-східному регіоні (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).Попередня оцінка території не тільки прийшла до висновку, що фіпроніл є основним фактором стресу, який впливає на структуру спільноти безхребетних у струмку, але й що низький вміст розчиненого кисню, збільшення поживних речовин, зміни течії, деградація середовища проживання та інші пестициди та категорія забруднювача є важливою джерело стресу (57).Ця суміш стресорів узгоджується з «синдромом міської річки», який є деградацією річкових екосистем, що зазвичай спостерігається у зв’язку з використанням міської землі (58, 59).Знаки міського землекористування в південно-східному регіоні зростають, і очікується, що їх кількість буде збільшуватися разом із зростанням населення регіону.Очікується, що вплив майбутньої міської забудови та пестицидів на міський стік збільшиться (4).Якщо урбанізація та використання фіпронілу продовжуватимуть зростати, використання цього пестициду в містах може дедалі більше вплинути на громади річок.Хоча мета-аналіз робить висновок, що використання сільськогосподарських пестицидів загрожує екосистемам глобальних водотоків (2, 60), ми припускаємо, що ці оцінки недооцінюють загальний глобальний вплив пестицидів, виключаючи використання в містах.
Різні стресори, включаючи пестициди, можуть впливати на спільноти макробезхребетних у розвинутих вододілах (міське, сільськогосподарське та змішане землекористування) і можуть бути пов’язані із землекористуванням (58, 59, 61).Незважаючи на те, що в цьому дослідженні використовувався індикатор пестицидів SPEAR і характеристики токсичності фіпронілу, характерні для водних організмів, щоб мінімізувати вплив змішуючих факторів, на ефективність індикатора пестицидів SPEAR може вплинути деградація середовища існування, і фіпроніл можна порівняти з іншими пестицидами (4, 17, 51, 57).Однак модель множинних стресорів, розроблена з використанням польових вимірювань у перших двох регіональних дослідженнях (Середньо-Західному та Південно-Східному регіонах), показала, що пестициди є важливим фактором стресу вище за течією для умов спільноти макробезхребетних у брід.У цих моделях важливими пояснювальними змінними є пестициди (особливо біфентрин), поживні речовини та характеристики середовища проживання в більшості сільськогосподарських потоків на Середньому Заході та пестициди (особливо фіпроніл) у більшості міст на південному сході.Зміни кисню, поживних речовин і потоку (61, 62).Таким чином, хоча регіональні дослідження намагаються розглянути вплив непестицидних стресорів на показники відповіді та скоригувати прогнозні показники для опису впливу фіпронілу, польові результати цього опитування підтверджують точку зору фіпронілу.) Слід вважати одним із найвпливовіших джерел тиску в американських річках, особливо на південному сході Сполучених Штатів.
Випадки розкладання пестицидів у навколишньому середовищі рідко документуються, але загроза для водних організмів може бути більш шкідливою, ніж для батьківського тіла.У випадку фіпронілу польові дослідження та мезомасштабні експерименти показали, що продукти розпаду є такими ж поширеними, як і материнське тіло у відібраних потоках, і мають таку ж або вищу токсичність (табл. 1).В експерименті на середній мембрані фторбензонітрилсульфон був найбільш токсичним серед досліджуваних продуктів розпаду пестицидів, і він був більш токсичним, ніж вихідна сполука, а також виявлявся з частотою, подібною до частоти вихідної сполуки.Якщо вимірюються лише вихідні пестициди, потенційні явища токсичності можуть бути непомічені, а відносна відсутність інформації про токсичність під час розкладання пестицидів означає, що їх виникнення та наслідки можна проігнорувати.Наприклад, через відсутність інформації про токсичність продуктів розпаду було проведено комплексну оцінку пестицидів у швейцарських водотоках, включаючи 134 продукти розкладання пестицидів, і лише вихідна сполука розглядалася як вихідна сполука в оцінці екотоксикологічного ризику.
Результати цієї оцінки екологічного ризику вказують на те, що сполуки фіпронілу негативно впливають на стан річки, тому можна обґрунтовано припустити, що несприятливі ефекти можуть спостерігатися скрізь, де сполуки фіпронілу перевищують рівень HC5.Результати мезоскопічних експериментів не залежать від місця розташування, що вказує на те, що концентрація фіпронілу та продуктів його розпаду в багатьох таксонах потоку значно нижча, ніж зареєстровано раніше.Ми вважаємо, що це відкриття, ймовірно, пошириться на протобіоту в незайманих струмках будь-де.Результати мезомасштабного експерименту було застосовано до широкомасштабних польових досліджень (444 невеликих водотоків, що складаються з міських, сільськогосподарських і змішаних земель у п’яти основних регіонах Сполучених Штатів), і було виявлено, що концентрація багатьох потоків Отримана токсичність свідчить про те, що ці результати можуть поширюватися на інші країни, де використовується фіпроніл.Згідно з повідомленнями, кількість людей, які використовують фіпроніл, зростає в Японії, Великобританії та США (7).Фіпроніл присутній майже на всіх континентах, включаючи Австралію, Південну Америку та Африку (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208).Представлені тут результати мезо-польових досліджень вказують на те, що використання фіпронілу може мати екологічне значення в глобальному масштабі.
Додаткові матеріали до цієї статті див.
Це стаття відкритого доступу, яка розповсюджується згідно з умовами ліцензії Creative Commons Attribution-Non-Commercial License, яка дозволяє використовувати, розповсюджувати та відтворювати будь-яким носієм, якщо кінцеве використання не призначене для отримання комерційної вигоди та передумовою є те, що оригінальна робота правильна.довідка.
Примітка: ми просимо вас надати свою електронну адресу лише для того, щоб особа, яку ви рекомендуєте на сторінку, знала, що ви хочете, щоб вона побачила електронний лист і що він не є спамом.Ми не будемо фіксувати жодні електронні адреси.
Це запитання використовується, щоб перевірити, чи є ви відвідувачем, і запобігти автоматичному надсиланню спаму.
Джанет Л. Міллер, Тревіс С. Шмідт, Пітер С. Ван Метр, Барбара Малер (Барбара Дж. Малер, Марк В. Сендстром, Ліза Х. Ноуелл, Дарен М. Карлайл, Патрік В. Моран
Дослідження показали, що звичайні пестициди, які часто виявляють в американських річках, більш токсичні, ніж вважалося раніше.
Джанет Л. Міллер, Тревіс С. Шмідт, Пітер С. Ван Метр, Барбара Малер (Барбара Дж. Малер, Марк В. Сендстром, Ліза Х. Ноуелл, Дарен М. Карлайл, Патрік В. Моран
Дослідження показали, що звичайні пестициди, які часто виявляють в американських річках, більш токсичні, ніж вважалося раніше.
©2021 Американська асоціація сприяння розвитку науки.всі права захищені.AAAS є партнером HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef і COUNTER.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.