Awọn ipakokoropaeku ninu awọn ṣiṣan n pọ si ni ibakcdun agbaye, ṣugbọn alaye diẹ wa lori ifọkansi ailewu ti awọn ilolupo ilolupo omi.Ninu idanwo mesocosmic ọjọ 30, abinibi benthic invertebrates aromiyo ti farahan si fipronil insecticide ti o wọpọ ati iru awọn ọja ibajẹ mẹrin.Apapọ fipronil fa awọn ayipada ninu ifarahan ati kasikedi trophic.Ifojusi ti o munadoko (EC50) eyiti fipronil ati sulfide rẹ, sulfone ati awọn ọja ibajẹ desulfinyl fa idahun 50% ti ni idagbasoke.Awọn owo-ori ko ni itara si fipronil.Idojukọ eewu ti 5% ti eya ti o kan lati awọn iye mesocosmic EC50 15 ni a lo lati ṣe iyipada ifọkansi idapọ ti fipronil ni apẹẹrẹ aaye sinu apapọ awọn iwọn majele (∑ TUFipronils).Ni 16% ti awọn ṣiṣan ti o fa lati awọn ẹkọ agbegbe marun, apapọ ∑TUFipronil ti kọja 1 (ifihan majele).Awọn itọka invertebrate ti awọn eya ti o wa ninu ewu jẹ ibatan odi pẹlu TUTUipronil ni mẹrin ninu awọn agbegbe iṣapẹẹrẹ marun.Iwadii eewu ilolupo yii fihan pe awọn ifọkansi kekere ti awọn agbo ogun fipronil yoo dinku awọn agbegbe ṣiṣan ni ọpọlọpọ awọn ẹya ti Amẹrika.
Botilẹjẹpe iṣelọpọ awọn kemikali sintetiki ti pọ si ni awọn ewadun aipẹ, ipa ti awọn kemikali wọnyi lori awọn ilolupo eda ti kii ṣe ibi-afẹde ko ti ni oye ni kikun (1).Ninu omi oju nibiti 90% ti ilẹ-oko agbaye ti sọnu, ko si data lori awọn ipakokoropaeku ogbin, ṣugbọn nibiti data wa, akoko fun awọn ipakokoropaeku lati kọja awọn iloro ilana jẹ idaji (2).Ayẹwo-meta ti awọn ipakokoropaeku ogbin ni awọn omi oju ilẹ ni Amẹrika rii pe ni 70% ti awọn ipo iṣapẹẹrẹ, o kere ju ipakokoropaeku kan ti kọja iloro ilana (3).Bibẹẹkọ, awọn itupalẹ-meta wọnyi (2, 3) idojukọ nikan lori omi oju ti o kan nipasẹ lilo ilẹ-ogbin, ati pe o jẹ akopọ ti awọn iwadii oye.Awọn ipakokoropaeku, paapaa awọn ipakokoropaeku, tun wa ni awọn ifọkansi giga ni idalẹnu ala-ilẹ ilu (4).O jẹ toje lati ṣe igbelewọn okeerẹ ti awọn ipakokoropaeku ni omi dada ti o jade lati ogbin ati awọn ala-ilẹ ilu;nitorina, a ko mọ boya awọn ipakokoropaeku ṣe irokeke ewu nla si awọn orisun omi oju-aye ati iduroṣinṣin ilolupo wọn.
Benzopyrazoles ati neonicotinoids ṣe iṣiro fun idamẹta ti ọja ipakokoropaeku agbaye ni ọdun 2010 (5).Ninu omi oju ni Amẹrika, fipronil ati awọn ọja ibajẹ rẹ (phenylpyrazoles) jẹ awọn agbo ogun ipakokoropaeku ti o wọpọ julọ, ati pe awọn ifọkansi wọn nigbagbogbo kọja awọn iṣedede omi (6-8).Botilẹjẹpe awọn neonicotinoids ti fa ifojusi nitori awọn ipa wọn lori awọn oyin ati awọn ẹiyẹ ati itankalẹ wọn (9), fipronil jẹ majele diẹ sii si awọn ẹja ati awọn ẹiyẹ (10), lakoko ti awọn agbo ogun kilasi miiran phenylpyrazoles ni awọn ipa herbicidal (5).Fipronil jẹ ipakokoro eto eto ti a lo lati ṣakoso awọn ajenirun ni ilu ati awọn agbegbe ogbin.Niwọn igba ti fipronil ti wọ ọja agbaye ni ọdun 1993, lilo fipronil ni Amẹrika, Japan ati United Kingdom ti pọ si pupọ (5).Ni Orilẹ Amẹrika, fipronil ni a lo lati ṣakoso awọn kokoro ati awọn termites, ati pe a lo ninu awọn irugbin pẹlu oka (pẹlu itọju irugbin), poteto ati awọn ọgba-ọgba (11, 12).Lilo iṣẹ-ogbin ti fipronil ni Ilu Amẹrika ti ga julọ ni ọdun 2002 (13).Botilẹjẹpe ko si data lilo ilu ti orilẹ-ede ti o wa, lilo ilu ni California ga julọ ni ọdun 2006 ati 2015 (https://calpip.cdpr.ca) .gov/main .cfm, wọle ni Oṣu kejila ọjọ 2, ọdun 2019).Botilẹjẹpe awọn ifọkansi giga ti fipronil (6.41μg / L) ni a rii ni awọn ṣiṣan ni diẹ ninu awọn agbegbe ogbin pẹlu awọn oṣuwọn ohun elo giga (14), ni akawe pẹlu awọn ṣiṣan ogbin, awọn ṣiṣan ilu ni Ilu Amẹrika ni gbogbogbo ni wiwa diẹ sii ati awọn ifọkansi giga giga, rere fun iṣẹlẹ ti awọn iji ni nkan ṣe pẹlu idanwo naa (6, 7, 14-17).
Fipronil wọ inu ilolupo ilolupo inu omi ti ṣiṣan tabi ṣiṣan lati ile sinu ṣiṣan (7, 14, 18).Fipronil ni iyipada kekere (ofin Henry nigbagbogbo 2.31 × 10-4 Pa m3 mol-1), kekere si iwọntunwọnsi omi (3.78 mg / l ni 20 ° C), ati hydrophobicity dede (log Kow jẹ 3.9 si 4.1)), awọn arinbo ninu ile kere pupọ (log Koc jẹ 2.6 si 3.1) (12, 19), ati pe o ṣe afihan itẹramọṣẹ kekere-si-alabọde ni agbegbe (20).Finazepril jẹ ibajẹ nipasẹ photolysis, ifoyina, hydrolysis ti o gbẹkẹle pH ati idinku, ti o ṣẹda awọn ọja ibajẹ akọkọ mẹrin: dessulfoxyphenapril (tabi sulfoxide), phenaprenip sulfone (sulfone), Filofenamide (amide) ati filofenib sulfide (sulfide).Awọn ọja ibajẹ Fipronil maa jẹ iduroṣinṣin diẹ sii ati ti o tọ ju agbo obi lọ (21, 22).
Majele ti fipronil ati ibajẹ rẹ si awọn eya ti kii ṣe ibi-afẹde (gẹgẹbi awọn invertebrates inu omi) ti ni akọsilẹ daradara (14, 15).Fipronil jẹ agbo-ara neurotoxic ti o ṣe idiwọ pẹlu gbigbe ion kiloraidi nipasẹ ikanni kiloraidi ti a ṣe ilana nipasẹ gamma-aminobutyric acid ninu awọn kokoro, ti o yọrisi ifọkansi ti o to lati fa idunnu pupọ ati iku (20).Fipronil jẹ majele ti yiyan, nitorinaa o ni isọdọkan gbigba olugba ti o tobi julọ fun awọn kokoro ju awọn ẹranko lọ (23).Iṣẹ ṣiṣe insecticidal ti awọn ọja ibajẹ fipronil yatọ.Majele ti sulfone ati sulfide si awọn invertebrates omi tutu jẹ iru tabi ti o ga ju ti akojọpọ obi lọ.Desulfinyl ni majele ti iwọntunwọnsi ṣugbọn o jẹ majele ti o kere ju agbo obi lọ.Jo ti kii-majele ti (23, 24).Ifarabalẹ ti awọn invertebrates omi si fipronil ati ibajẹ fipronil yatọ pupọ laarin ati laarin taxa (15), ati ni awọn igba miiran paapaa kọja aṣẹ titobi (25).Nikẹhin, ẹri wa pe awọn phenylpyrazoles jẹ majele si ilolupo eda abemi-ara ju ti a ti ro tẹlẹ (3).
Awọn aṣepari ti omi inu omi ti o da lori idanwo majele ti ile-iyẹwu le dinku eewu ti awọn olugbe aaye (26-28).Awọn iṣedede omi ni a maa n fi idi mulẹ nipasẹ idanwo majele ti ile-iṣọ ẹyọkan ni lilo ọkan tabi pupọ eya invertebrate inu omi (fun apẹẹrẹ, Diptera: Chironomidae: Chironomus ati Crustacea: Daphnia magna ati Hyalella azteca).Awọn oganisimu idanwo yii rọrun lati gbin ni gbogbogbo ju awọn macroinvertebrates benthic miiran (fun apẹẹrẹ, phe genus::), ati ni awọn igba miiran ko ni itara si awọn idoti.Fun apẹẹrẹ, D. Magna ko ni itara si ọpọlọpọ awọn irin ju awọn kokoro kan lọ, lakoko ti A. zteca ko ni itara si bifenthrin insecticide pyrethroid ju ifamọ si awọn kokoro (29, 30).Idiwọn miiran ti awọn aṣepari ti o wa tẹlẹ jẹ awọn aaye ipari ti a lo ninu awọn iṣiro.Awọn aami aṣepari ti o da lori iku (tabi ti o wa titi fun awọn crustaceans), lakoko ti awọn ami aṣepari onibaje nigbagbogbo da lori awọn aaye ipari sublethal (gẹgẹbi idagbasoke ati ẹda) (ti o ba jẹ eyikeyi).Sibẹsibẹ, awọn ipa abẹlẹ ti o ni ibigbogbo wa, gẹgẹbi idagba, ifarahan, paralysis, ati idaduro idagbasoke, eyiti o le ni ipa lori aṣeyọri ti taxa ati awọn agbara agbegbe.Bi abajade, botilẹjẹpe ala-ilẹ n pese ipilẹṣẹ fun pataki ti ẹkọ ti ipa, ibaramu ilolupo bi iloro fun majele jẹ aidaniloju.
Lati le ni oye diẹ sii awọn ipa ti awọn agbo ogun fipronil lori awọn ilolupo eda abemi omi benthic (invertebrates ati ewe), awọn agbegbe benthic adayeba ni a mu wa sinu ile-iyẹwu ati ṣafihan si awọn gradients ifọkansi lakoko ṣiṣan 30-ọjọ Fipronil tabi ọkan ninu awọn adanwo ibajẹ fipronil mẹrin.Ibi-afẹde iwadii ni lati ṣe agbejade ẹda-pato 50% ifọkansi ipa (iye EC50) fun agbo fipronil kọọkan ti o nsoju taxa gbooro ti agbegbe odo kan, ati lati pinnu ipa ti idoti lori eto ati iṣẹ agbegbe [ie, ifọkansi eewu] 5 % Ninu awọn eya ti o kan (HC5) ati awọn ipa aiṣe-taara gẹgẹbi iyipada ti o yipada ati awọn agbara trophic].Lẹhinna ẹnu-ọna (iye HC5 pato-compound) ti o gba lati idanwo mesoscopic ni a lo si aaye ti a gba nipasẹ Iwadii Jiolojikali ti Amẹrika (USGS) lati awọn ẹkun marun ti Amẹrika (Ariwa ila oorun, Guusu ila oorun, Midwest, Northwest Pacific, ati Central California). Agbegbe Etikun) Data) gẹgẹbi apakan ti iṣayẹwo didara ṣiṣan agbegbe USGS (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/).Gẹgẹ bi a ti mọ, eyi ni igbelewọn eewu ilolupo akọkọ.O ṣe iwadii ni kikun awọn ipa ti awọn agbo ogun fipronil lori awọn oganisimu benthic ni agbegbe meso ti iṣakoso, ati lẹhinna lo awọn abajade wọnyi si awọn igbelewọn aaye-iwọn-aye.
Idanwo mesocosmic ọjọ 30 ni a ṣe ni USGS Aquatic Laboratory (AXL) ni Fort Collins, Colorado, AMẸRIKA lati Oṣu Kẹwa ọjọ 18th si Oṣu kọkanla ọjọ 17th, 2017, fun ọjọ 1 ti ile ati awọn ọjọ 30 ti idanwo.Ọna naa ti ṣapejuwe tẹlẹ (29, 31) ati alaye ninu ohun elo afikun.Eto aaye meso ni awọn ṣiṣan kaakiri 36 ninu awọn ṣiṣan ti nṣiṣe lọwọ mẹrin (awọn tanki omi kaakiri).Omi laaye kọọkan ti ni ipese pẹlu ẹrọ tutu lati tọju iwọn otutu omi ati pe o ni itanna pẹlu 16: 8 yiyi-okunkun ina.Ṣiṣan ipele meso jẹ irin alagbara, irin, eyiti o dara fun hydrophobicity ti fipronil (log Kow = 4.0) ati pe o dara fun awọn ohun elo mimu ti ara ẹni (Figure S1).Omi ti a lo fun idanwo-iwọn meso ni a gba lati ọdọ Cache La Poudre River (awọn orisun ti o wa ni oke pẹlu Rocky Mountain National Park, National Forest and Continental Divide) ati ti a fipamọ sinu awọn tanki ipamọ polyethylene mẹrin ti AXL.Awọn igbelewọn iṣaaju ti erofo ati awọn ayẹwo omi ti a gba lati aaye naa ko rii eyikeyi awọn ipakokoropaeku (29).
Apẹrẹ adanwo meso-iwọn ni awọn ṣiṣan sisẹ 30 ati awọn ṣiṣan iṣakoso 6.Omi itọju naa gba omi ti a tọju, ọkọọkan wọn ni awọn ifọkansi igbagbogbo ti a ko tun ṣe ti awọn agbo ogun fipronil: fipronil (fipronil (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-3), amide (Sigma-Aldrich, CAS 205650-69-7), ẹgbẹ desulfurization. [Ile-iṣẹ Idaabobo Ayika AMẸRIKA (EPA) Ile-ikawe ipakokoropaeku, CAS 205650-65-3], sulfone (Sigma-Aldrich, CAS 120068-37-2) ati sulfide (Sigma-Aldrich, CAS 120067-83-6); gbogbo mimọ ≥ 97.8% ni ibamu si awọn iye esi ti a tẹjade (7, 15, 16, 18, 21, 23, 25, 32, 33). pẹlu omi deionized si iwọn didun ti a beere lati ṣeto ojutu ọja ifọkansi kan Nitoripe iye methanol ni iwọn lilo yatọ, o jẹ dandan lati ṣafikun methanol si gbogbo awọn ṣiṣan itọju bi o ṣe nilo. Ni awọn iṣakoso mẹta, lati rii daju pe ifọkansi methanol kanna ( 0.05 milimita / L) ninu awọn ṣiṣan.Iwoye aarin ti awọn ṣiṣan iṣakoso mẹta miiran gba omi odo laisi kẹmika, bibẹẹkọ wọn ṣe itọju bi gbogbo awọn ṣiṣan omi miiran.
Ni ọjọ 8th, ọjọ 16th ati ọjọ 26th, iwọn otutu, iye pH, elekitiriki eletiriki ati ibajẹ ti fipronil ati fipronil ni a ṣe iwọn ni awo awọ ṣiṣan.Lati le tọpinpin ibajẹ ti fipronil ti awọn obi ni akoko idanwo media, fipronil (awọn obi) ni a lo lati tọju mucosa ifun inu omi fun ọjọ mẹta miiran [awọn ọjọ 5, 12 ati 21 (n = 6)] fun iwọn otutu, pH, Iwa ihuwasi, fipronil ati iṣapẹẹrẹ ibajẹ ibajẹ fipronil.Awọn ayẹwo itupalẹ ipakokoropaeku ni a gba nipasẹ sisẹ 10 milimita ti omi ṣiṣan sinu gilasi gilasi amber 20 milimita nipasẹ ohun elo syringe Whatman 0.7-μm GF/F ti o ni ipese pẹlu abẹrẹ iwọn ila opin nla kan.Awọn ayẹwo naa jẹ didi lẹsẹkẹsẹ ati firanṣẹ si USGS National Water Quality Laboratory (NWQL) ni Lakewood, Colorado, AMẸRIKA fun itupalẹ.Lilo ọna ilọsiwaju ti ọna ti a tẹjade tẹlẹ, Fipronil ati awọn ọja ibajẹ 4 ni awọn ayẹwo omi ni a pinnu nipasẹ abẹrẹ olomi taara (DAI) omi chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS / MS; Agilent 6495).Ipele wiwa irinse (IDL) ni ifoju pe o jẹ boṣewa isọdiwọn ti o kere ju ti o pade boṣewa idanimọ agbara;IDL ti fipronil jẹ 0.005 μg/L, ati IDL ti fipronil mẹrin miiran jẹ 0.001 μg/L.Awọn ohun elo afikun n pese apejuwe pipe ti awọn ọna ti a lo lati wiwọn awọn agbo ogun fipronil, pẹlu iṣakoso didara ati awọn ilana idaniloju (fun apẹẹrẹ, imularada ayẹwo, awọn spikes, awọn ayewo ẹnikẹta, ati awọn ofo).
Ni ipari idanwo Mesocosmic 30-ọjọ, iṣiro ati idanimọ ti awọn agbalagba ati awọn invertebrates idin ti pari (ipari ipari gbigba data akọkọ).Awọn agbalagba ti o nyoju ni a gba lati inu apapọ ni gbogbo ọjọ ati didi ni 15 milimita ti o mọ Falcon centrifuge tube.Ni ipari idanwo naa (ọjọ 30), awọn akoonu inu awọ ara ilu ni ṣiṣan kọọkan ni a fọ ​​lati yọkuro eyikeyi invertebrates, ati sieved (250 μm) ati fipamọ sinu 80% ethanol.Timberline Aquatics (Fort Collins, CO) ti pari idanimọ taxonomic ti idin ati awọn invertebrates agbalagba si ipele taxonomic ti o kere julọ ti o ṣeeṣe, nigbagbogbo eya.Ni awọn ọjọ 9, 19 ati 29, chlorophyll a ni iwọn mẹta ni awọ mesoscopic ti ṣiṣan kọọkan.Gbogbo data kẹmika ati ti ibi gẹgẹbi apakan ti idanwo mesoscopic ni a pese ni itusilẹ data ti o tẹle (35).
Awọn iwadii ilolupo ni a ṣe ni awọn ṣiṣan kekere (wading) ni awọn agbegbe pataki marun ti Amẹrika, ati pe a ṣe abojuto awọn ipakokoropaeku lakoko akoko atọka iṣaaju.Ni kukuru, ti o da lori iṣẹ-ogbin ati lilo ilẹ ilu (36-40), awọn ipo 77 si 100 ni a yan ni agbegbe kọọkan (awọn ipo 444 lapapọ).Ni akoko orisun omi ati ooru ti ọdun kan (2013-2017), awọn ayẹwo omi ni a gba ni ẹẹkan ni ọsẹ kan ni agbegbe kọọkan fun ọsẹ 4 si 12.Akoko pato da lori agbegbe ati kikankikan idagbasoke.Sibẹsibẹ, awọn ibudo 11 ti o wa ni agbegbe ariwa ila-oorun ti fẹrẹẹ wa ni omi-omi.Ko si idagbasoke, ayafi ti ọkan nikan ayẹwo ti a gba.Niwọn igba ti awọn akoko ibojuwo fun awọn ipakokoropaeku ni awọn ẹkọ agbegbe yatọ, fun lafiwe, awọn ayẹwo mẹrin ti o kẹhin ti o gba ni aaye kọọkan ni a gbero nibi.A ro pe apẹẹrẹ ẹyọkan ti a gba ni aaye Ariwa ila-oorun ti ko ni idagbasoke (n = 11) le ṣe aṣoju akoko iṣapẹẹrẹ ọsẹ mẹrin.Ọna yii nyorisi nọmba kanna ti awọn akiyesi lori awọn ipakokoropaeku (ayafi fun awọn ipo 11 ni Ariwa ila-oorun) ati iye akoko kanna ti akiyesi;O gbagbọ pe ọsẹ mẹrin ti gun to fun ifihan igba pipẹ si biota, ṣugbọn kukuru to pe agbegbe ilolupo ko yẹ ki o gba pada lati awọn olubasọrọ wọnyi.
Ninu ọran sisan ti o to, a gba ayẹwo omi nipasẹ ọna iyara igbagbogbo ati awọn iwọn iwọn igbagbogbo (41).Nigbati sisan naa ko ba to lati lo ọna yii, o le gba awọn ayẹwo nipasẹ isọpọ jinlẹ ti awọn ayẹwo tabi gbigba lati aarin ti walẹ ti ṣiṣan naa.Lo syringe-bibi nla ati àlẹmọ disiki (0.7μm) lati gba milimita 10 ti ayẹwo ti a yan (42).Nipasẹ DAI LC-MS/MS/MS/MS, awọn ayẹwo omi ni a ṣe atupale ni NWQL fun awọn ipakokoropaeku 225 ati awọn ọja ibajẹ ipakokoropaeku, pẹlu fipronil ati awọn ọja ibajẹ 7 (dessulfinyl fipronil, fipronil) Sulfides, fipronil sulfone, deschlorofipronil, desthiol, amidepron, fipronil ati fipronil).).Awọn ipele ijabọ ti o kere julọ fun awọn ẹkọ aaye ni: fipronil, desmethylthio fluorobenzonitrile, fipronil sulfide, fipronil sulfone, ati deschlorofipronil 0.004 μg/L;dessulfinyl fluorfenamide ati Ifojusi ti fipronil amide jẹ 0.009 μg / lita;ifọkansi ti fipronil sulfonate jẹ 0.096 μg / lita.
Awọn agbegbe invertebrate ni a ṣe ayẹwo ni ipari iwadi agbegbe kọọkan (orisun omi/ooru), nigbagbogbo ni akoko kanna gẹgẹbi iṣẹlẹ iṣapẹẹrẹ ipakokoropae kẹhin.Lẹhin akoko ti ndagba ati lilo awọn ipakokoropaeku ti o wuwo, akoko iṣapẹẹrẹ yẹ ki o wa ni ibamu pẹlu awọn ipo sisan kekere, ati pe o yẹ ki o wa ni ibamu pẹlu akoko ti agbegbe invertebrate odo ti dagba ati pe o jẹ pataki ni ipele igbesi aye idin.Lilo oluṣayẹwo Surber pẹlu 500μm mesh tabi netiwọki-fireemu D, iṣapẹẹrẹ agbegbe invertebrate ti pari ni 437 ninu awọn aaye 444.Ọna iṣapẹẹrẹ jẹ apejuwe ni awọn alaye ni awọn ohun elo afikun.Lori NWQL, gbogbo awọn invertebrates ni a maa n ṣe idanimọ ati ṣe akojọ ni iwin tabi ipele eya.Gbogbo data kẹmika ati ti ibi ti a gba ni aaye yii ti a lo ninu iwe afọwọkọ yii ni a le rii ninu itusilẹ data ti o tẹle (35).
Fun awọn agbo ogun fipronil marun ti a lo ninu idanwo mesoscopic, ifọkansi ti awọn invertebrates idin dinku nipasẹ 20% tabi 50% ni iṣiro ibatan si iṣakoso (ie EC20 ati EC50).Awọn data [x = ifọkansi fipronil ti o ni iwọn-akoko (wo ohun elo afikun fun awọn alaye), y = opo idin tabi awọn metiriki miiran] ni ibamu si package ti o gbooro sii R (43) nipa lilo ọna ipadasẹhin logarithmic paramita mẹta”dc”.Ohun ti tẹ ni ibamu si gbogbo awọn eya (idin) pẹlu opo pupọ ati pe o pade awọn metiriki ti iwulo (fun apẹẹrẹ, ọrọ taxa, opoiye mayfly lapapọ, ati opo lapapọ) lati ni oye siwaju si ipa agbegbe.Nash-Sutcliff olùsọdipúpọ (45) ni a lo lati ṣe iṣiro ibamu awoṣe, nibiti ibamu awoṣe ti ko dara le gba awọn iye odi ailopin, ati pe iye ibamu pipe jẹ 1.
Lati ṣawari awọn ipa ti awọn agbo ogun fipronil lori ifarahan ti awọn kokoro ni idanwo, a ṣe ayẹwo data ni awọn ọna meji.Ni akọkọ, nipa iyokuro ifarahan apapọ ti meso ṣiṣan iṣakoso lati ifarahan ti itọju kọọkan ti nṣan meso, iṣẹlẹ ojoojumọ ti awọn kokoro lati inu meso sisan kọọkan (nọmba gbogbo awọn ẹni-kọọkan) jẹ deede si iṣakoso.Gbero awọn iye wọnyi lodi si akoko lati loye iyapa ti olulaja ito itọju lati ọdọ olulaja iṣakoso omi ni idanwo ọjọ 30.Ẹlẹẹkeji, ṣe iṣiro apapọ iṣẹlẹ iṣẹlẹ ti mesophyll ṣiṣan kọọkan, eyiti o jẹ asọye bi ipin ti apapọ nọmba ti mesophylls ni sisan ti a fun si nọmba apapọ ti idin ati awọn agbalagba ninu ẹgbẹ iṣakoso, ati pe o dara fun ipadasẹhin logarithmic paramita mẹta. .Gbogbo awọn kokoro germination ti a gba lati ọdọ awọn idile meji ti idile Chironomidae, nitorinaa a ṣe itupalẹ apapọ.
Awọn iyipada ninu eto agbegbe, gẹgẹbi isonu ti taxa, le nikẹhin dale lori awọn ipa taara ati aiṣe-taara ti awọn nkan majele, ati pe o le ja si awọn ayipada ninu iṣẹ agbegbe (fun apẹẹrẹ, kasikedi trophic).Lati ṣe idanwo kasikedi trophic, nẹtiwọọki idi ti o rọrun ni a ṣe ayẹwo nipa lilo ọna itupalẹ ọna (R package “piecewiseSEM”) (46).Fun awọn adanwo mesoscopic, a ro pe fipronil, desulfinyl, sulfide ati sulfone (kii ṣe idanwo amide) ninu omi lati dinku biomass ti scraper, ni aiṣe-taara yorisi ilosoke ninu baomasi ti chlorophyll a (47).Ifojusi agbopọ jẹ oniyipada asọtẹlẹ, ati scraper ati chlorophyll a baomasi jẹ awọn oniyipada idahun.Awọn iṣiro Fisher's C ni a lo lati ṣe iṣiro ibamu awoṣe, ki iye P <0.05 kan tọkasi ibamu awoṣe ti o dara (46).
Lati le ṣe agbekalẹ aṣoju aabo iloro ilolupo ti o da lori eewu, agbo kọọkan ti gba 95% ti ẹya ti o kan (HC5) pinpin ifamọ eya onibaje (SSD) ati aabo ifọkansi eewu.Awọn ipilẹ data SSD mẹta ni ipilẹṣẹ: (i) ṣeto data meso nikan, (ii) eto data ti o ni gbogbo data meso ninu ati data ti a gba lati ọdọ ibeere EPA ECOTOX database (https://cfpub.epa.gov/ecotox) /, wọle lori Oṣu Kẹta Ọjọ 14, Ọdun 2019), iye akoko ikẹkọ jẹ awọn ọjọ 4 tabi ju bẹẹ lọ, ati (iii) eto data ti o ni gbogbo data mesoscopic ati data ECOTOX, ninu eyiti data ECOTOX (ifihan nla) pin nipasẹ nla si ipin ti onibaje D. magna ( 19.39) lati ṣe alaye iyatọ ninu iye akoko ifihan ati isunmọ iye EC50 onibaje (12).Idi wa ti ipilẹṣẹ awọn awoṣe SSD pupọ ni lati (i) ṣe agbekalẹ awọn iye HC5 fun lafiwe pẹlu data aaye (fun awọn SSDs nikan fun media), ati (ii) ṣe ayẹwo pe data media gba ni ibigbogbo ju awọn ile-iṣẹ ilana fun ifisi ni aquaculture The agbara ti awọn ipilẹ aye ati eto boṣewa ti awọn orisun data, ati nitorinaa adaṣe ti lilo awọn iwadii mesoscopic fun ilana atunṣe.
SSD ti ni idagbasoke fun eto data kọọkan nipa lilo package R “ssdtools” (48).Lo bootstrap (n = 10,000) lati ṣe iṣiro aropin HC5 ati aarin igbẹkẹle (CI) lati SSD.Awọn idahun taxa mọkandinlogoji (gbogbo awọn taxa ti a ti mọ bi iwin tabi eya) ti o dagbasoke nipasẹ iwadii yii ni idapo pẹlu awọn idahun taxa 32 ti a ṣajọpọ lati awọn iwadii mẹfa ti a tẹjade ni ibi ipamọ data ECOTOX, fun apapọ idahun Taxon 81 le ṣee lo fun idagbasoke SSD. .Niwọn igba ti a ko rii data ninu data data ECOTOX ti amides, ko si SSD ti a ṣe idagbasoke fun awọn amides ati pe idahun EC50 kan ṣoṣo ni a gba lati inu iwadi lọwọlọwọ.Botilẹjẹpe iye EC50 ti ẹgbẹ sulfide kan ṣoṣo ni a rii ni ibi ipamọ data ECOTOX, ọmọ ile-iwe giga lọwọlọwọ ni awọn iye 12 EC50.Nitorinaa, awọn SSD fun awọn ẹgbẹ sulfinyl ti ni idagbasoke.
Awọn iye HC5 kan pato ti awọn agbo ogun fipronil ti o gba lati ipilẹ data SSD ti Mesocosmos nikan ni a ṣe idapo pẹlu data aaye lati ṣe ayẹwo ifihan ati majele ti awọn agbo ogun fipronil ni awọn ṣiṣan 444 lati awọn agbegbe marun ni Amẹrika.Ninu ferese iṣapẹẹrẹ ọsẹ 4 to kọja, ifọkansi kọọkan ti awọn agbo ogun fipronil ti a rii (awọn ifọkansi ti a ko rii jẹ odo) ti pin nipasẹ HC5 oniwun rẹ, ati pe ipin apapọ ti ayẹwo kọọkan ni akopọ lati gba Apapọ majele ti fipronil (ΣTUFipronils), nibiti ΣTUFipronils> 1 tumo si majele ti.
Nipa ifiwera ifọkansi eewu ti 50% ti eya ti o kan (HC50) pẹlu iye EC50 ti ọlọrọ taxa ti o wa lati inu idanwo awo awo alabọde, SSD ti a gba lati inu data awo awọ alabọde ni a ṣe iṣiro lati ṣe afihan ifamọ ti agbegbe ilolupo ti o gbooro si fipronil. ìyí..Nipasẹ lafiwe yii, aitasera laarin ọna SSD (pẹlu taxa wọnyẹn nikan pẹlu ibatan idahun iwọn lilo) ati ọna EC50 (pẹlu gbogbo taxa alailẹgbẹ ti a ṣe akiyesi ni aaye aarin) ni lilo ọna EC50 ti wiwọn ọlọrọ taxa le ṣe iṣiro Ibalopo.Ibasepo esi iwọn lilo.
Atọka eewu eewu ipakokoropaeku (SPEARpesticides) jẹ iṣiro lati ṣe iwadii ibatan laarin ipo ilera ti awọn agbegbe invertebrate ati ΣTUFipronil ni awọn ṣiṣan ikojọpọ invertebrate 437.Metiriki SPEARpesticides ṣe iyipada akopọ ti invertebrates sinu metric lọpọlọpọ fun taxonomy ti ibi pẹlu ẹkọ iṣe-ara ati awọn abuda ilolupo, nitorinaa fifun ifamọ si awọn ipakokoropaeku.Atọka SPEARpesticides ko ni itara si awọn alamọdaju adayeba (49, 50), botilẹjẹpe iṣẹ rẹ yoo ni ipa nipasẹ ibajẹ ibugbe nla (51).Awọn data lọpọlọpọ ti a gba lori aaye fun owo-ori kọọkan jẹ iṣakojọpọ pẹlu iye bọtini ti taxon ti o ni ibatan si sọfitiwia ASTERICS lati ṣe ayẹwo didara ilolupo ti odo (https://gewaesser-bewertung-berechnung.de/index.php/home) html).Lẹhinna gbe data wọle sinu Itọkasi (http://systemecology.eu/indicate/) sọfitiwia (ẹya 18.05).Ninu sọfitiwia yii, aaye data abuda ara ilu Yuroopu ati ibi ipamọ data pẹlu ifamọ ti ẹkọ iṣe-ara si awọn ipakokoropaeku ni a lo lati yi data ti aaye kọọkan pada si Atọka SPEARpesticides.Ọkọọkan awọn iwadii agbegbe marun lo Awoṣe Afikun Gbogbogbo (GAM) [“mgcv” package in R (52)) lati ṣawari ibatan laarin metric SPEARpesticides ati ΣTUFipronils [log10 (X + 1) iyipada] Associated.Fun alaye diẹ sii lori awọn metiriki SPEARpesticides ati fun itupalẹ data, jọwọ wo Awọn ohun elo Iyọnda.
Atọka didara omi jẹ ibamu ni mesoscopic ṣiṣan kọọkan ati gbogbo akoko idanwo mesoscopic.Iwọn otutu apapọ, pH ati ifarapa jẹ 13.1 ° C (± 0.27 ° C), 7.8 (± 0.12) ati 54.1 (± 2.1) μS / cm (35), lẹsẹsẹ.Erogba Organic ti o ni tituka ninu omi odo mimọ jẹ 3.1 mg/L.Ni wiwo meso-ti odo nibiti a ti gbe agbohunsilẹ MiniDOT, atẹgun ti o tituka ti sunmo saturation (apapọ> 8.0 mg/L), ti o nfihan pe ṣiṣan naa ti pin kaakiri.
Iṣakoso didara ati data idaniloju didara lori fipronil ni a pese ni itusilẹ data ti o tẹle (35).Ni kukuru, awọn oṣuwọn imularada ti awọn spikes matrix yàrá ati awọn ayẹwo mesoscopic nigbagbogbo wa laarin awọn sakani itẹwọgba (awọn imularada ti 70% si 130%), awọn iṣedede IDL jẹrisi ọna pipo, ati yàrá ati awọn ofifo ohun elo jẹ igbagbogbo mimọ Awọn imukuro pupọ wa miiran ju awọn ijumọsọrọpọ wọnyi ti a jiroro ninu ohun elo afikun..
Nitori apẹrẹ eto, iwọn ifọkansi ti fipronil nigbagbogbo dinku ju iye ibi-afẹde (Figure S2) (nitori pe o gba 4 si awọn ọjọ 10 lati de ipo iduro labẹ awọn ipo to dara) (30).Ti a bawe pẹlu awọn agbo ogun fipronil miiran, ifọkansi ti desulfinyl ati amide yipada diẹ diẹ sii ju akoko lọ, ati iyatọ ti ifọkansi laarin itọju naa kere ju iyatọ laarin awọn itọju ayafi fun itọju aifọwọyi kekere ti sulfone ati sulfide.Iwọn iwọn ifọkansi iwọn-akoko ti iwọn fun ẹgbẹ itọju kọọkan jẹ atẹle yii: Fipronil, IDL si 9.07μg/L;Desulfinyl, IDL si 2.15μg/L;Amide, IDL si 4.17μg/L;Sulfide, IDL Si 0.57μg / lita;ati sulfone, IDL jẹ 1.13μg / lita (35).Ni diẹ ninu awọn ṣiṣan, awọn agbo ogun fipronil ti kii ṣe ibi-afẹde ni a rii, iyẹn ni, awọn agbo ogun ti a ko spiked sinu itọju kan pato, ṣugbọn a mọ lati jẹ awọn ọja ibajẹ ti idapọmọra itọju naa.Awọn mesoscopic membrans ti a ṣe pẹlu fipronil ti o ni ibatan ti obi ni nọmba ti o ga julọ ti awọn ọja ibajẹ ti kii ṣe afojusun ti a rii (nigbati a ko ba lo bi eroja processing, wọn jẹ sulfinyl, amide, sulfide ati sulfone);iwọnyi le jẹ nitori ilana iṣelọpọ Awọn idoti ati / tabi awọn ilana ibajẹ ti o waye lakoko ibi ipamọ ti ojutu ọja ati (tabi) ni idanwo mesoscopic dipo abajade ti kontaminesonu agbelebu.Ko si aṣa ti ifọkansi ibajẹ ti a ṣe akiyesi ni itọju fipronil.Awọn agbo ogun ibajẹ ti kii ṣe ibi-afẹde ni a rii julọ julọ ninu ara pẹlu ifọkansi itọju ti o ga julọ, ṣugbọn ifọkansi jẹ kere ju ifọkansi ti awọn agbo ogun ti kii ṣe ibi-afẹde (wo apakan atẹle fun ifọkansi).Nitorina, niwọn igba ti awọn agbo ogun ibajẹ ti kii ṣe ibi-afẹde ni a ko rii nigbagbogbo ni itọju fipronil ti o kere julọ, ati nitori pe ifọkansi ti a rii ti dinku ju ipa ipa ni itọju ti o ga julọ, o pari pe awọn agbo ogun ti kii ṣe ibi-afẹde ni ipa ti o kere ju lori itupalẹ.
Ninu awọn adanwo media, awọn macroinvertebrates benthic jẹ ifarabalẹ si fipronil, desulfinyl, sulfone, ati sulfide [Table S1;data opoju atilẹba ti pese ni ẹya data ti o tẹle (35)].Fipronil amide jẹ nikan fun fly Rhithrogena sp.Majele (apaniyan), EC50 rẹ jẹ 2.05μg/L [± 10.8 (SE)].Awọn iyipo idahun iwọn lilo ti taxa alailẹgbẹ 15 ni ipilẹṣẹ.Awọn taxa wọnyi ṣe afihan iku laarin iwọn ifọkansi idanwo (Table S1), ati taxa iṣupọ ìfọkànsí (gẹgẹbi awọn fo) (Ọpọlọpọ S3) ati taxa ọlọrọ (Aworan 1) Iyipada esi iwọn lilo ti ipilẹṣẹ.Idojukọ (EC50) ti fipronil, desulfinyl, sulfone ati sulfide lori taxa alailẹgbẹ ti iwọn taxa ti o ni imọra julọ lati 0.005-0.364, 0.002-0.252, 0.002-0.061 ati 0.005-0.043μg/L, lẹsẹsẹ.Rhithrogena sp.Ati Sweltsa sp.;Olusin S4) kere ju taxa ti o farada (gẹgẹbi Micropsectra / Tanytarsus ati Lepidostoma sp.) (Table S1).Ni ibamu si awọn apapọ EC50 ti kọọkan yellow ni Table S1, sulfones ati sulfides ni o wa julọ munadoko agbo, nigba ti invertebrates ni gbogbo awọn ti o kere kókó si desulfinyl (ayafi amides).Metiriki ti awọn ìwò abemi ipo, gẹgẹ bi awọn taxa ọlọrọ, lapapọ opo, lapapọ pentaploid ati lapapọ okuta fo, pẹlu taxa ati awọn opo ti diẹ ninu awọn taxa, wọnyi ni o wa gidigidi toje ni meso ati ki o ko ba le ṣe iṣiro Fa lọtọ iwọn lilo esi ti tẹ.Nitorinaa, awọn itọkasi ilolupo pẹlu awọn idahun taxon ko si ninu SSD.
Oro taxa (lava) pẹlu iṣẹ iṣiro ipele mẹta ti (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, ati (D) ifọkansi sulfide.Ojuami data kọọkan ṣe aṣoju idin lati ṣiṣan kan ni ipari idanwo meso ọjọ 30.Oro taxon jẹ kika ti taxa alailẹgbẹ ni ṣiṣan kọọkan.Iwọn ifọkansi jẹ aropin-wọn akoko ti ifọkansi ti a ṣe akiyesi ti ṣiṣan kọọkan ti a ṣewọn ni ipari idanwo ọjọ 30 naa.Fipronil amide (ko han) ko ni ibatan pẹlu taxa ọlọrọ.Jọwọ ṣe akiyesi pe ipo-x wa lori iwọn logarithmic kan.EC20 ati EC50 pẹlu SE ni a royin ninu tabili S1.
Ni ifọkansi ti o ga julọ ti gbogbo awọn agbo ogun fipronil marun, oṣuwọn ifarahan ti Uetridae kọ.Iwọn germination (EC50) ti sulfide, sulfone, fipronil, amide ati desulfinyl ni a ṣe akiyesi lati dinku nipasẹ 50% ni awọn ifọkansi ti 0.03, 0.06, 0.11, 0.78 ati 0.97μg / L lẹsẹsẹ (Figure 2 ati Figure S5).Ninu ọpọlọpọ awọn idanwo ọjọ 30, gbogbo awọn itọju ti fipronil, desulfinyl, sulfone ati sulfide ni idaduro, ayafi fun diẹ ninu awọn itọju ifọkansi kekere (Nọmba 2), ati irisi wọn ti ni idinamọ.Ninu itọju amide, itọjade ti a kojọpọ lakoko gbogbo idanwo naa ga ju ti iṣakoso lọ, pẹlu ifọkansi ti 0.286μg / lita.Idojukọ ti o ga julọ (4.164μg / lita) lakoko gbogbo idanwo naa ṣe idiwọ ifasilẹ, ati iye oṣuwọn ti itọju aarin jẹ iru ti ẹgbẹ iṣakoso.(nọmba 2).
Ifarahan akopọ jẹ apapọ ifarahan apapọ ojoojumọ ti itọju kọọkan iyokuro (A) fipronil, (B) desulfinyl, (C) sulfone, (D) sulfide ati (E) amide ninu ṣiṣan iṣakoso Apapọ ifarahan apapọ ojoojumọ ti awo ilu.Ayafi fun iṣakoso (n = 6), n = 1. Iwọn ifọkansi jẹ iwọn iwọn akoko ti ifọkansi ti a ṣe akiyesi ni ṣiṣan kọọkan.
Iwọn-idahun iwọn lilo fihan pe, ni afikun si awọn adanu taxonomic, awọn iyipada igbekalẹ ni ipele agbegbe.Ni pato, laarin iwọn ifọkansi idanwo, opo ti May (Figure S3) ati ọpọlọpọ taxa (Nọmba 1) ṣe afihan awọn ibatan idahun iwọn lilo pataki pẹlu fipronil, desulfinyl, sulfone, ati sulfide.Nitorinaa, a ṣawari bi awọn iyipada igbekalẹ wọnyi ṣe yorisi awọn ayipada ninu iṣẹ agbegbe nipa idanwo kasikedi ijẹẹmu.Ifihan awọn invertebrates aromiyo si fipronil, desulfinyl, sulfide ati sulfone ni ipa odi taara lori baomasi ti scraper (Figure 3).Lati le ṣakoso ipa odi ti fipronil lori biomass ti scraper, scraper tun ni odi ni ipa lori chlorophyll a baomasi (Figure 3).Abajade ti awọn onisọdipúpọ ọna odi wọnyi jẹ alekun apapọ ni chlorophyll a bi ifọkansi ti fipronil ati awọn apanirun n pọ si.Awọn awoṣe ọna ilaja ni kikun tọkasi pe ibaje ti fipronil tabi fipronil ti o pọ si nyorisi ilosoke ninu ipin ti chlorophyll a (Aworan 3).O ti ro ni ilosiwaju pe ipa taara laarin fipronil tabi ifọkansi ibajẹ ati chlorophyll biomass jẹ odo, nitori awọn agbo ogun fipronil jẹ awọn ipakokoropaeku ati pe o ni eero taara taara si ewe (fun apẹẹrẹ, ifọkansi ipilẹ ọgbin ti ko ni iṣọn EPA jẹ 100μg / L). fipronil, ẹgbẹ disulfoxide, sulfone ati sulfide; https://epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/aquatic-life-benchmarks-and-ecological-risk), Gbogbo awọn abajade (awọn awoṣe to wulo) ṣe atilẹyin eyi arosọ.
Fipronil le dinku baomasi (ipa taara) ti ijẹun (ẹgbẹ scraper jẹ idin), ṣugbọn ko ni ipa taara lori baomasi ti chlorophyll a.Bibẹẹkọ, ipa aiṣe-taara ti o lagbara ti fipronil ni lati mu baomasi ti chlorophyll a pọ si ni idahun si jijẹ kekere.Ọfà naa tọkasi olùsọdipúpọ ipa ọna, ati ami iyokuro (-) tọkasi itọsọna ẹgbẹ.* Tọkasi iwọn pataki.
Awọn SSD mẹta naa (Layer Layer nikan, Layer aarin pẹlu data ECOTOX, ati Layer aarin pẹlu data ECOTOX ti a ṣe atunṣe fun awọn iyatọ ninu iye akoko ifihan) ṣe agbejade awọn iye HC5 ti o yatọ (Table S3), ṣugbọn awọn abajade wa laarin iwọn SE.Ninu iyoku ti iwadii yii, a yoo dojukọ SSD data pẹlu agbaye meso nikan ati iye HC5 ti o ni ibatan.Fun apejuwe pipe diẹ sii ti awọn igbelewọn SSD mẹta wọnyi, jọwọ tọka si awọn ohun elo afikun (Awọn tabili S2 si S5 ati Awọn eeya S6 ati S7).Pipin data ti o dara julọ ti o dara julọ (Dimediwọn alaye Akaike ti o kere julọ) ti awọn agbo ogun fipronil mẹrin (Figure 4) ti a lo nikan ni maapu SSD meso-solid ni log-gumbel ti fipronil ati sulfone, ati weibull ti sulfide Ati desulfurized γ ( Tabili S3).Awọn iye HC5 ti o gba fun agbo kọọkan jẹ ijabọ ni Nọmba 4 fun agbaye meso nikan, ati ninu tabili S3 awọn iye HC5 lati gbogbo awọn eto data SSD mẹta ni a royin.Awọn iye HC50 ti fipronil, sulfide, sulfone ati awọn ẹgbẹ desulfinyl [22.1 ± 8.78 ng/L (95% CI, 11.4 si 46.2), 16.9 ± 3.38 ng/L (95% CI, 11.2 si 24.0), 8 8 2.66 ng/L (95% CI, 5.44 to 15.8) ati 83.4 ± 32.9 ng/L (95% CI, 36.4 to 163)] Awọn agbo ogun wọnyi dinku ni pataki ju ọlọrọ taxa EC50 (nọmba lapapọ ti taxa alailẹgbẹ) (Table S1) Awọn akọsilẹ ti o wa ninu tabili ohun elo afikun jẹ micrograms fun lita kan).
Ninu idanwo meso-iwọn, nigbati o farahan si (A) fipronil, (B) dessulfinyl fipronil, (C) fipronil sulfone, (D) fipronil sulfide fun awọn ọjọ 30, a ṣe apejuwe ifamọ eya naa O jẹ iye EC50 ti taxon.Laini daṣi buluu duro fun 95% CI.Laini fifọ petele duro fun HC5.Iwọn HC5 (ng / L) ti agbo-ara kọọkan jẹ bi atẹle: Fipronil, 4.56 ng / L (95% CI, 2.59 si 10.2);Sulfide, 3.52 ng / L (1.36 si 9.20);Sulfone, 2,86 ng / lita (1,93 to 5,29);ati sulfinyl, 3.55 ng / lita (0.35 si 28.4).Jọwọ ṣe akiyesi pe ipo-x wa lori iwọn logarithmic kan.
Ninu awọn ẹkọ agbegbe marun, Fipronil (awọn obi) ni a rii ni 22% ti awọn aaye iṣapẹẹrẹ aaye 444 (Table 1).Awọn igbohunsafẹfẹ wiwa ti florfenib, sulfone ati amide jẹ iru (18% si 22% ti apẹẹrẹ), igbohunsafẹfẹ wiwa ti sulfide ati desulfinyl jẹ kekere (11% si 13%), lakoko ti awọn ọja ibajẹ ti o ku ga pupọ.Diẹ (1% tabi kere si) tabi ko ri (Table 1)..Fipronil ni a rii nigbagbogbo ni guusu ila-oorun (52% ti awọn aaye) ati pe o kere ju nigbagbogbo ni iha iwọ-oorun (9% ti awọn aaye), eyiti o ṣe afihan iyatọ ti lilo benzopyrazole ati ailagbara ṣiṣan ṣiṣan jakejado orilẹ-ede naa.Awọn abuku maa n ṣafihan awọn ilana agbegbe ti o jọra, pẹlu igbohunsafẹfẹ wiwa ga julọ ni guusu ila-oorun ati ti o kere julọ ni ariwa iwọ-oorun tabi California etikun.Iwọn ifọkansi ti fipronil jẹ eyiti o ga julọ, ti o tẹle pẹlu fipronil agbo obi (90% ogorun ti 10.8 ati 6.3 ng/L, lẹsẹsẹ) (Table 1) (35).Ifojusi ti o ga julọ ti fipronil (61.4 ng / L), disulfinyl (10.6 ng / L) ati sulfide (8.0 ng / L) ni a pinnu ni guusu ila-oorun (ni ọsẹ mẹrin to koja ti ayẹwo).Idojukọ ti o ga julọ ti sulfone ni ipinnu ni iwọ-oorun.(15.7 ng/L), amide (42.7 ng/L), dessulfinyl flupirnamide (14 ng/L) ati fipronil sulfonate (8.1 ng/L) (35).Florfenide sulfone jẹ akopọ nikan ti a ṣe akiyesi lati kọja HC5 (Table 1).Apapọ ΣTUFipronils laarin awọn agbegbe oriṣiriṣi yatọ pupọ (Table 1).Apapọ orilẹ-ede ΣTUFipronils jẹ 0.62 (gbogbo awọn ipo, gbogbo awọn agbegbe), ati awọn aaye 71 (16%) ni ΣTUFipronils> 1, ti o nfihan pe o le jẹ majele si awọn macroinvertebrates benthic.Ni mẹrin ninu awọn agbegbe marun ti a ṣe iwadi (ayafi Agbedeiwoorun), ibatan pataki kan wa laarin SPEARpesticides ati ΣTUFipronil, pẹlu atunṣe R2 ti o wa lati 0.07 ni etikun California si 0.34 ni guusu ila-oorun (Figure 5).
* Awọn akojọpọ ti a lo ninu awọn adanwo mesoscopic.†ΣTUFipronils, agbedemeji ti apapọ awọn iwọn majele [ifojusi aaye ti awọn agbo ogun fipronil mẹrin / ifọkansi eewu ti agbo kọọkan lati ipin karun ti ẹya ti o ni arun SSD (Nọmba 4)] Fun awọn ayẹwo ọsẹ ti fipronil, 4 kẹhin. Awọn ọsẹ ti awọn ayẹwo ipakokoropaeku ti a gba ni aaye kọọkan ni a ṣe iṣiro.‡ Nọmba awọn ipo nibiti a ti wọn awọn ipakokoropaeku.§Iwọn ogorun 90th da lori ifọkansi ti o pọju ti a ṣe akiyesi lori aaye lakoko awọn ọsẹ 4 kẹhin ti iṣapẹẹrẹ ipakokoropaeku.pẹlu ogorun awọn ayẹwo idanwo.Lo 95% CI ti iye HC5 (Figure 4 ati Table S3, nikan meso) lati ṣe iṣiro CI.Dechloroflupinib ti ṣe atupale ni gbogbo awọn agbegbe ati pe a ko rii rara.ND, ko ṣe awari.
Ẹka majele ti Fipronil jẹ iwọn ifọkansi fipronil ti o pin nipasẹ iye HC5-ipin-ipin, eyiti o jẹ ipinnu nipasẹ SSD ti o gba lati inu idanwo media (wo Nọmba 4).Laini dudu, awoṣe aropo gbogbogbo (GAM).Laini daṣi pupa ni CI ti 95% fun GAM.ΣTUFipronils ti yipada si log10 (ΣTUFipronils+1).
Awọn ipa buburu ti fipronil lori awọn eya omi ti kii ṣe ibi-afẹde ti ni akọsilẹ daradara (15, 21, 24, 25, 32, 33), ṣugbọn eyi ni iwadi akọkọ ninu eyiti o jẹ ifarabalẹ ni agbegbe yàrá ti iṣakoso.Awọn agbegbe ti taxa ti farahan si awọn agbo ogun fipronil, ati awọn esi ti a ṣe afikun lori iwọn ila-aye kan.Awọn abajade ti idanwo mesocosmic 30-ọjọ le ṣe agbejade awọn ẹgbẹ kokoro ti omi inu omi 15 ọtọtọ (Table S1) pẹlu ifọkansi ti a ko royin ninu awọn iwe-iwe, laarin eyiti awọn kokoro omi inu omi ti o wa ninu ibi-ipamọ majele ti jẹ aṣoju (53, 54).Awọn iwo-idahun iwọn lilo-pato ti owo-ori (bii EC50) ṣe afihan ni awọn iyipada ipele agbegbe (gẹgẹbi ọrọ taxa ati pe o le fò pipadanu lọpọlọpọ) ati awọn iyipada iṣẹ (gẹgẹbi awọn kasikedi ijẹẹmu ati awọn iyipada irisi).Awọn ipa ti awọn mesoscopic Agbaye ti a extrapolated si awọn aaye.Ni mẹrin ninu awọn agbegbe iwadii marun ni Ilu Amẹrika, ifọkansi fipronil ti o ni iwọn aaye ni ibamu pẹlu idinku ti ilolupo eda abemi omi ninu omi ṣiṣan.
Iwọn HC5 ti 95% ti eya ti o wa ninu idanwo awo awo alabọde ni ipa aabo, ti o nfihan pe gbogbo awọn agbegbe invertebrate olomi ni o ni itara si awọn agbo ogun fipronil ju ti a ti loye tẹlẹ.Iye HC5 ti a gba (florfenib, 4.56 ng / lita; desulfoxirane, 3.55 ng / lita; sulfone, 2.86 ng / lita; sulfide, 3.52 ng / lita) jẹ igba pupọ (florfenib) si igba mẹta Diẹ sii ju aṣẹ titobi lọ (desulfinylyl). ) ni isalẹ EPA onibaje invertebrate ala ti isiyi [fipronil, 11 ng / lita;desulfinyl, 10,310 ng / lita;sulfone, 37 ng / lita;ati sulfide, fun 110 ng / lita (8).Awọn adanwo Mesoscopic ṣe idanimọ ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ ti o ni ifarabalẹ si fipronil dipo awọn ti itọkasi nipasẹ EPA onibaje invertebrate ala (awọn ẹgbẹ 4 ti o ni itara diẹ sii si fipronil, awọn orisii 13 ti desulfinyl, awọn orisii sulfone ati awọn orisii 13) ifamọ Sulfide) (Figure 4 ati tabili) S1).Eyi fihan pe awọn ipilẹ ko le daabobo ọpọlọpọ awọn eya ti o tun ṣe akiyesi ni aarin agbaye, eyiti o tun jẹ ibigbogbo ni awọn ilolupo eda abemi omi.Iyatọ laarin awọn abajade wa ati ala-ilẹ lọwọlọwọ jẹ pataki nitori aini data idanwo majele ti fipronil ti o wulo si iwọn ti taxa kokoro omi, ni pataki nigbati akoko ifihan ba kọja awọn ọjọ 4 ati awọn idinku fipronil.Lakoko idanwo mesocosmic ọjọ 30, ọpọlọpọ awọn kokoro ni agbegbe invertebrate jẹ ifarabalẹ si fipronil ju ohun-ara idanwo ti o wọpọ Aztec (crustacean), paapaa lẹhin atunṣe Aztec EC50 ti Teike jẹ ki o jẹ kanna lẹhin iyipada nla.(Nigbagbogbo awọn wakati 96) si akoko ifihan onibaje (Figure S7).Ifọkanbalẹ ti o dara julọ ni a de laarin idanwo awo awo alabọde ati iwadi ti a royin ni ECOTOX nipa lilo ohun-ara idanwo boṣewa Chironomus dilutus (kokoro kan).Kò yani lẹ́nu pé àwọn kòkòrò inú omi fọwọ́ pàtàkì mú àwọn oògùn apakòkòrò.Laisi ṣatunṣe akoko ifihan, idanwo meso-scale ati data okeerẹ ti data data ECOTOX fihan pe ọpọlọpọ awọn taxa ni a ṣe akiyesi lati ni itara diẹ sii si awọn agbo ogun fipronil ju Clostridium ti fomi (Figure S6).Bibẹẹkọ, nipa ṣiṣatunṣe akoko ifihan, Dilution Clostridium jẹ ohun-ara ti o ni imọlara julọ si fipronil (obi) ati sulfide, botilẹjẹpe ko ni itara si sulfone (Figure S7).Awọn abajade wọnyi ṣapejuwe pataki ti pẹlu ọpọlọpọ awọn oriṣi ti awọn oganisimu omi (pẹlu ọpọlọpọ awọn kokoro) lati gbejade awọn ifọkansi ipakokoropaeku gangan ti o le daabobo awọn ohun alumọni inu omi.
Ọna SSD le daabobo toje tabi taxa aibikita ti EC50 ko le pinnu, gẹgẹbi Cinygmula sp., Isoperla fulva ati Brachycentrus americanus.Awọn iye EC50 ti ọpọlọpọ taxa ati pe o le fo lọpọlọpọ ti n ṣe afihan awọn ayipada ninu akopọ agbegbe ni ibamu pẹlu awọn iye HC50 ti SSD ti fipronil, sulfone ati sulfide.Ilana naa ṣe atilẹyin imọran atẹle: Ọna SSD ti a lo lati gba awọn iloro le daabobo gbogbo agbegbe, pẹlu taxa toje tabi aibikita ni agbegbe.Ibalẹ ti awọn ohun alumọni omi ti a pinnu lati awọn SSD ti o da lori taxa diẹ tabi taxa aibikita le jẹ aipe pupọ ni aabo awọn eto ilolupo inu omi.Eyi jẹ ọran fun desulfinyl (Figure S6B).Nitori aini data ninu data data ECOTOX, ifọkansi ipilẹ invertebrate onibaje EPA jẹ 10,310 ng/L, eyiti o jẹ aṣẹ titobi mẹrin ti o ga ju 3.55 ng/L ti HC5.Awọn abajade ti awọn eto idahun taxoni oriṣiriṣi ti a ṣejade ni awọn adanwo mesoscopic.Aini data majele jẹ iṣoro paapaa fun awọn agbo ogun ibajẹ (Figure S6), eyiti o le ṣalaye idi ti awọn aṣepari ti omi inu omi ti o wa fun sulfone ati sulfide jẹ nipa awọn akoko 15 si awọn akoko 30 kere si itara ju iye SSD HC5 ti o da lori Agbaye China.Anfani ti ọna awo awo alabọde ni pe ọpọlọpọ awọn iye EC50 ni a le pinnu ni idanwo kan, eyiti o to lati ṣe agbekalẹ SSD pipe (fun apẹẹrẹ, desulfinyl; Nọmba 4B ati Awọn eeya S6B ati S7B), ati ni ipa pataki lori taxa adayeba ti ilolupo idaabobo Ọpọlọpọ awọn idahun.
Awọn adanwo Mesoscopic fihan pe fipronil ati awọn ọja ibajẹ rẹ le ni awọn ipa ipakokoro ti o han gbangba ati aiṣe-taara lori iṣẹ agbegbe.Ninu idanwo mesoscopic, gbogbo awọn agbo ogun fipronil marun han lati ni ipa lori ifarahan ti awọn kokoro.Awọn abajade ti lafiwe laarin awọn ifọkansi ti o ga julọ ati ti o kere julọ (idinamọ ati iwuri ti ifarahan ẹni kọọkan tabi awọn iyipada ni akoko ifarahan) ni ibamu pẹlu awọn abajade ti a ti sọ tẹlẹ ti awọn idanwo meso nipa lilo bifenthrin insecticide (29).Ifarahan ti awọn agbalagba n pese awọn iṣẹ ilolupo pataki ati pe o le yipada nipasẹ awọn idoti bii fipronil (55, 56).Ifarahan nigbakanna kii ṣe pataki fun ẹda kokoro nikan ati itẹramọṣẹ olugbe, ṣugbọn fun ipese awọn kokoro ti o dagba, eyiti o le ṣee lo bi ounjẹ fun awọn ẹranko inu omi ati ti ilẹ (56).Idilọwọ awọn ifarahan ti awọn irugbin le ni ipa buburu lori paṣipaarọ ounje laarin awọn ilolupo eda abemi omi ati awọn ilolupo omi, ati tan awọn ipa ti awọn idoti omi sinu awọn ilolupo ilẹ (55, 56).Idinku ninu opo ti scrapers (awọn kokoro ti njẹ ewe) ti a ṣe akiyesi ni idanwo meso-asekale yorisi idinku ninu agbara ewe, eyiti o yorisi ilosoke ninu chlorophyll a (Figure 3).Kasikedi trophic yii yipada erogba ati awọn ṣiṣan nitrogen ninu oju opo wẹẹbu ounjẹ olomi, iru si iwadii kan ti o ṣe iṣiro awọn ipa ti pyrethroid bifenthrin lori awọn agbegbe benthic (29).Nitorinaa, awọn phenylpyrazoles, gẹgẹbi fipronil ati awọn ọja ibajẹ rẹ, pyrethroids, ati boya awọn iru ipakokoropaeku miiran, le ni aiṣe-taara ṣe igbelaruge ilosoke ninu baomasi algal ati ipadabọ erogba ati nitrogen ni awọn ṣiṣan kekere.Awọn ipa miiran le fa si iparun ti erogba ati awọn iyipo nitrogen laarin awọn ilolupo inu omi ati ti ilẹ.
Alaye ti a gba lati inu idanwo awo awo alabọde gba wa laaye lati ṣe iṣiro ibaramu ilolupo ti awọn ifọkansi agbo-ara fipronil ti a ṣe iwọn ni awọn ijinlẹ aaye-nla ti a ṣe ni awọn agbegbe marun ti Amẹrika.Ni awọn ṣiṣan kekere 444, 17% ti ifọkansi apapọ ti ọkan tabi diẹ sii awọn agbo ogun fipronil (apapọ ju ọsẹ mẹrin lọ) kọja iye HC5 ti a gba lati inu idanwo media.Lo SSD lati inu idanwo meso-iwọn lati ṣe iyipada ifọkansi agbo-ara fipronil ti o niwọn sinu atọka ti o jọmọ majele, iyẹn ni, apao awọn ẹya majele (ΣTUFipronils).Iye 1 tọkasi majele tabi ifihan akopọ ti agbo-ara fipronil kọja aabo ti a mọ ti o tọsi 95%.Ibasepo pataki laarin ΣTUFipronil ni mẹrin ninu awọn agbegbe marun ati itọkasi SPEARpesticides ti ilera agbegbe invertebrate tọkasi pe fipronil le ni ipa lori awọn agbegbe invertebrate benthic ni awọn odo ni awọn agbegbe pupọ ti Amẹrika.Awọn abajade wọnyi ṣe atilẹyin idawọle ti Wolfram et al.(3) Ewu ti awọn ipakokoro phenpyrazole si omi oju ni Ilu Amẹrika ko ni oye ni kikun nitori ipa lori awọn kokoro inu omi nwaye ni isalẹ iloro ilana lọwọlọwọ.
Pupọ awọn ṣiṣan ti o ni akoonu fipronil loke ipele majele wa ni agbegbe guusu ila oorun ilu ti o jo (https://webapps.usgs.gov/rsqa/#!/region/SESQA).Iwadii iṣaaju ti agbegbe ko pari nikan pe fipronil jẹ aapọn akọkọ ti o ni ipa lori eto agbegbe invertebrate ni ṣiṣan, ṣugbọn tun pe atẹgun ti tuka kekere, awọn ounjẹ ti o pọ si, awọn iyipada ṣiṣan, ibajẹ ibugbe, ati awọn ipakokoropaeku miiran ati Ẹka idoti jẹ pataki kan. orisun wahala (57).Adalu awọn aapọn yii ni ibamu pẹlu “aisan odo ilu”, eyiti o jẹ ibajẹ awọn eto ilolupo odo ti o wọpọ ni ibatan si lilo ilẹ ilu (58, 59).Awọn ami lilo ilẹ ilu ni agbegbe Guusu ila oorun ti n dagba ati pe a nireti lati pọ si bi awọn olugbe agbegbe ti n dagba.Ipa ti idagbasoke ilu iwaju ati awọn ipakokoropaeku lori apaniyan ilu ni a nireti lati pọ si (4).Ti ilu ilu ati lilo fipronil tẹsiwaju lati dagba, lilo ipakokoropaeku yii ni awọn ilu le ni ipa lori awọn agbegbe ṣiṣan.Botilẹjẹpe iṣiro-meta pinnu pe lilo awọn ipakokoropaeku ogbin n ṣe ewu awọn eto ilolupo ṣiṣan kaakiri agbaye (2, 60), a ro pe awọn igbelewọn wọnyi foju foju wo ipa gbogbogbo ti awọn ipakokoropaeku agbaye nipasẹ yiyọkuro awọn lilo ilu.
Awọn aapọn oriṣiriṣi, pẹlu awọn ipakokoropaeku, le ni ipa lori awọn agbegbe macroinvertebrate ni awọn agbegbe omi ti o ni idagbasoke (ilu, iṣẹ-ogbin ati lilo ilẹ adalu) ati pe o le ni ibatan si lilo ilẹ (58, 59, 61).Botilẹjẹpe iwadi yii lo Atọka SPEARpesticides ati awọn abuda majele fipronil kan pato ti omi lati dinku ipa ti awọn ifosiwewe idarudapọ, iṣẹ ti Atọka SPEARpesticides le ni ipa nipasẹ ibajẹ ibugbe, ati fipronil le ṣe afiwe pẹlu awọn ibatan ipakokoropaeku miiran (4, 17, 51, 57).Sibẹsibẹ, awoṣe aapọn ti o pọju ti o ni idagbasoke nipa lilo awọn wiwọn aaye lati awọn iwadi agbegbe meji akọkọ (Midwestern and Southeast) fihan pe awọn ipakokoropaeku jẹ ohun ti o ṣe pataki ti o wa ni oke fun awọn ipo agbegbe macroinvertebrate ni awọn odo ti npa.Ninu awọn awoṣe wọnyi, awọn oniyipada alaye pataki pẹlu awọn ipakokoropaeku (paapaa bifenthrin), awọn ounjẹ ati awọn abuda ibugbe ni ọpọlọpọ awọn ṣiṣan ogbin ni Midwest, ati awọn ipakokoropaeku (paapaa fipronil) ni ọpọlọpọ awọn ilu ni guusu ila-oorun.Awọn iyipada ninu atẹgun, awọn ounjẹ ati sisan (61, 62).Nitorina, biotilejepe awọn ẹkọ agbegbe n gbiyanju lati koju ipa ti awọn aapọn ti kii ṣe ipakokoropaeku lori awọn afihan idahun ati ṣatunṣe awọn itọkasi asọtẹlẹ lati ṣe apejuwe ipa ti fipronil, awọn abajade aaye ti iwadi yii ṣe atilẹyin wiwo fipronil.) Yẹ ki a kà ọkan ninu awọn orisun ti o ni ipa julọ ti titẹ ni awọn odo Amẹrika, paapaa ni guusu ila-oorun United States.
Iṣẹlẹ ti ibajẹ ipakokoropaeku ni agbegbe kii ṣe akọsilẹ, ṣugbọn irokeke ewu si awọn ohun alumọni inu omi le jẹ ipalara diẹ sii ju ara obi lọ.Ninu ọran ti fipronil, awọn iwadii aaye ati awọn adanwo iwọn meso ti fihan pe awọn ọja ibajẹ jẹ eyiti o wọpọ bi ara obi ninu awọn ṣiṣan ti a ṣe ayẹwo ati pe o ni majele kanna tabi ti o ga julọ (Table 1).Ninu idanwo awo awo alabọde, fluorobenzonitrile sulfone jẹ majele ti o pọ julọ ti awọn ọja ibajẹ ipakokoropaeku ti a ṣe iwadi, ati pe o jẹ majele diẹ sii ju agbo obi lọ, ati pe a tun rii ni igbohunsafẹfẹ ti o jọra si ti akopọ obi.Ti o ba jẹwọn awọn ipakokoropaeku obi nikan, awọn iṣẹlẹ majele ti o pọju le ma ṣe akiyesi, ati aini ibatan ti alaye majele lakoko ibajẹ ipakokoro tumọ si pe iṣẹlẹ wọn ati awọn abajade le jẹ kọbikita.Fun apẹẹrẹ, nitori aini alaye lori majele ti awọn ọja ibajẹ, igbelewọn okeerẹ ti awọn ipakokoropaeku ni awọn ṣiṣan Swiss ni a ṣe, pẹlu awọn ọja ibajẹ ipakokoropaeku 134, ati pe agbo-ara obi nikan ni a gba bi agbo obi ni igbelewọn eewu ecotoxicological rẹ.
Awọn abajade ti igbelewọn eewu ilolupo eda yii tọkasi pe awọn agbo ogun fipronil ni awọn ipa buburu lori ilera odo, nitorinaa o le ni oye ni oye pe awọn ipa buburu le ṣe akiyesi nibikibi nibiti awọn agbo ogun fipronil kọja ipele HC5.Awọn abajade ti awọn idanwo mesoscopic jẹ ominira ti ipo, nfihan pe ifọkansi ti fipronil ati awọn ọja ibajẹ rẹ ni ọpọlọpọ awọn taxa ṣiṣan jẹ kekere ju ti o ti gbasilẹ tẹlẹ.A gbagbọ pe iṣawari yii ṣee ṣe lati faagun si protobiota ni awọn ṣiṣan pristine nibikibi.Awọn abajade idanwo-iwọn meso ni a lo si awọn ikẹkọ aaye ti o tobi (444 awọn ṣiṣan kekere ti o jẹ ti ilu, iṣẹ-ogbin, ati awọn lilo idapọ ilẹ kọja awọn agbegbe pataki marun ni Ilu Amẹrika), ati pe a rii pe ifọkansi ti ọpọlọpọ awọn ṣiṣan. nibiti a ti rii fipronil ni a nireti lati jẹ Abajade majele ti daba pe awọn abajade wọnyi le fa si awọn orilẹ-ede miiran nibiti a ti lo fipronil.Gẹgẹbi awọn ijabọ, nọmba awọn eniyan ti o nlo Fipronil n pọ si ni Japan, UK ati AMẸRIKA (7).Fipronil wa lori fere gbogbo continent, pẹlu Australia, South America ati Africa (https://coherentmarketinsights.com/market-insight/fipronil-market-2208).Awọn abajade ti awọn iwadii meso-si-oko ti a gbekalẹ nibi tọka pe lilo fipronil le ni pataki ilolupo lori iwọn agbaye.
Fun awọn ohun elo afikun fun nkan yii, jọwọ wo http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/43/eabc1299/DC1
Eyi jẹ nkan iwọle ṣiṣi ti o pin kaakiri labẹ awọn ofin ti Iwe-aṣẹ Iṣewadii-Aiṣe-Iṣowo ti Creative Commons, eyiti o fun laaye lilo, pinpin ati ẹda ni eyikeyi alabọde, niwọn igba ti lilo ikẹhin kii ṣe fun ere iṣowo ati ipilẹ ile ni pe atilẹba iṣẹ ni o tọ.Itọkasi.
Akiyesi: A nikan beere lọwọ rẹ lati pese adirẹsi imeeli rẹ ki eniyan ti o ṣeduro si oju-iwe naa mọ pe o fẹ ki wọn rii imeeli ati pe kii ṣe àwúrúju.A kii yoo gba awọn adirẹsi imeeli eyikeyi.
Ibeere yii ni a lo lati ṣe idanwo boya o jẹ alejo ati ṣe idiwọ ifakalẹ àwúrúju laifọwọyi.
Janet L. Miller, Travis S. Schmidt, Peter C. Van Metre, Barbara Mahler ( Barbara J. Mahler, Mark W. Sandstrom, Lisa H. Nowell, Daren M. Carlisle, Patrick W. Moran
Awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn ipakokoropaeku ti o wọpọ ti a rii nigbagbogbo ni awọn ṣiṣan Amẹrika jẹ majele ti o ju ti a ti ro tẹlẹ.
Janet L. Miller, Travis S. Schmidt, Peter C. Van Metre, Barbara Mahler ( Barbara J. Mahler, Mark W. Sandstrom, Lisa H. Nowell, Daren M. Carlisle, Patrick W. Moran
Awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn ipakokoropaeku ti o wọpọ ti a rii nigbagbogbo ni awọn ṣiṣan Amẹrika jẹ majele ti o ju ti a ti ro tẹlẹ.
©2021 Ẹgbẹ Amẹrika fun Ilọsiwaju ti Imọ.gbogbo awọn ẹtọ wa ni ipamọ.AAAS jẹ alabaṣepọ ti HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ati COUNTER.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.