Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Số phận và tác động của thuốc trừ sâu Dursban® 4E trong các hệ sinh thái nước ngọt mô hình với sự chiếm ưu thế của Elodea và không có thực vật bậc cao: I. Số phận và tác động chính của hoạt chất chlorpyrifos
Tóm tắt
Số phận của thuốc trừ sâu Dursban® 4E (thành phần hoạt chất chlorpyrifos) và tác động của nó đến giáp xác và côn trùng đã được nghiên cứu trong các hệ sinh thái nước ngọt thực nghiệm trong nhà nhằm mô phỏng các kênh thoát nước. Một liều đơn (mô phỏng sự trôi nổi trên không) đã được áp dụng để đạt được nồng độ chlorpyrifos danh nghĩa là 5 hoặc 35 μg/L. Hai thí nghiệm đã được thực hiện, một thí nghiệm trong đó tất cả các hệ sinh thái mô hình đều do thực vật lớn Elodea nuttallii chiếm ưu thế, và một thí nghiệm sử dụng các hệ thống không có thực vật lớn. Trong các hệ thống chiếm ưu thế bởi thực vật lớn, thảm thực vật Elodea đã hấp thụ một tỷ lệ lớn của liều áp dụng và cản trở sự khuấy trộn của thuốc trừ sâu trong nước (ít nhất là cho đến ngày thứ 8). Chỉ một tỷ lệ nhỏ đã được hòa nhập vào trầm tích. Trong các hệ thống nước mở, thuốc trừ sâu đã được khuấy trộn nhanh chóng trong nước, và trầm tích đã đóng vai trò rất quan trọng như một bể chứa cho chlorpyrifos. Trong cả hai hệ thống chiếm ưu thế bởi Elodea và hệ thống nước mở, 50% liều áp dụng đã biến mất vào ngày thứ 8 sau điều trị. Tốc độ biến mất của chlorpyrifos tương đối nhanh trong nước và thực vật lớn, và tương đối chậm trong trầm tích. Trong số các loài động vật chân khớp trong zooplankton, Cladocera nhạy cảm hơn Copepoda. Các tác động đáng kể (p⩽0.05) lên Cladocera xảy ra khá muộn trong các hệ thống chiếm ưu thế bởi Elodea (tại tuần thứ 4 sau khi áp dụng) trái ngược với các hệ thống nước mở (tuần thứ 1), điều này phù hợp với những khác biệt quan sát được trong số phận của chlorpyrifos. Daphnia pulex, D. longispina và Simocephalus vetulus đã hồi phục trong các hệ sinh thái mô hình khi nồng độ chlorpyrifos thấp hơn 0.1–0.2 μg/L, điều này phù hợp với kết quả các thử nghiệm theo quy trình trong phòng thí nghiệm được thực hiện với các loài Cladocera này. Trong số động vật chân khớp lớn, thứ tự nhạy cảm rõ ràng là: động vật ăn xác > côn trùng > giáp xác. Loài giáp xác Asellus aquaticus nhạy cảm hơn với việc áp dụng thuốc trừ sâu so với loài gần gũi Proasellus coxalis. Trong các hệ thống nước mở đã được xử lý, loài sau thậm chí còn tăng đáng kể số lượng. Các thí nghiệm trong bể với các loài động vật chân khớp khác nhau trong các hệ sinh thái mô hình cho thấy rằng các thử nghiệm theo quy trình trong phòng thí nghiệm có thể đưa ra dự đoán hợp lý về các tác động trực tiếp ngắn hạn của chlorpyrifos đối với cùng một loài sống trong các hệ thống thủy sinh phức tạp hơn.
Từ khóa
#chlorpyrifos #thuốc trừ sâu #hệ sinh thái nước ngọt #giáp xác #côn trùngTài liệu tham khảo
Arthur JW (1988) Application of laboratory-derived criteria to an outdoor stream ecosystem. Int J Environ Stud 32:97–110
Blau GE, Neely WB (1975) Mathematical model building with an application to determine the distribution of Dursban insecticide added to a simulated ecosystem. Adv Ecol Res 9:133–162
Bligh EG, Dyer WJ (1956) A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiol 37:911–917
Brazner JC, Kline ER (1990) Effects of chlorpyrifos on the diet and growth of larval fathead minnows, Pimephales promelas, in littoral enclosures. Can J Fish Aquat Sci 47:1157–1165
Brock TCM (1988) Effects of aquatic macrophytes on their surroundings (in Dutch). In: Bloemendaal FHJL, Roelofs JGM (eds) Waterplanten en Waterkwaliteit. Natuurhistorische Bibliotheek KNNV no 45, Utrecht, pp 27–41
Cairns J Jr (1983) Are single species tests alone adequate for estimating environmental hazard? Hydrobiologia 100:47–57
Carpenter SR, Lodge DM (1986) Effects of submerged macrophytes on ecosystem processes. Aquat Bot 26:341–370
Clark JR, Borthwick PW, Goodman LR, Patrick JM, Lores EM, Moore JC (1987) Comparison of laboratory toxicity test results with responses of estuarine animals exposed to fenthion in the field. Environ Toxicol Chem 6:151–160
Cowgill UM, Gowland RT, Ramirez CA, Fernandez V (1991) The history of a chlorpyrifos spill: Cartagena, Colombia. Environ Int 17:61–71
Crossland NO (1990) The role of mesocosm studies in pesticide registration. Brighton Crop Protection Conference, Pests and Diseases 6B-1:499–508
Crossland NO, Bennett D (1984) Fate and biological effects of methyl parathion in outdoor ponds and laboratory aquaria. I. Fate. Ecotoxicol Environ Saf 8:471–481
Dale HM, Gillispie TJ (1977) The influence of submerged aquatic plants on temperature gradients in shallow water bodies. Can J Bot 55:2216–2225
Day RW, Quinn GP (1989) Comparison of treatments after an analysis of variance in ecology. Ecol Monogr 59:433–463
Den Hartog C, Van der Velde G (1988) Structural aspects of aquatic plant communities. In: Symoens JJ (ed), Vegetation of inland waters, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp 113–153
Dortland RJ (1970) Toxicological evaluation of parathion and azinphosmethyl in freshwater model ecosystems. Agric Res Rep 898, Pudoc, Wageningen, The Netherlands
Frank R, Braun HE, Ripley BD, Clegg BS (1990) Contamination of rural ponds with pesticide, 1971–85, Ontario, Canada. Bull Environ Contam Toxicol 44:401–409
Gibbons JD (1976) Nonparametric methods for quantitative analysis. International series in decision processes. Holt, Rinehart and Winston, New York
Giddings M (1981) Laboratory tests for chemical effects on aquatic population interactions and ecosystem properties. In: Hammons AS (Ed) Methods for ecological toxicology. A critical review of laboratory multispecies tests. Ann Arbor Science Publishers, Michigan, pp 25–91
Hansen SR, Garton RR (1982) Ability of standard toxicity tests to predict the effects of the insecticide Diflubenzuron on laboratory stream communities. Can J Fish Aquat Sci 39:1273–1288
Hughes DN, Boyer MG, Papst MH, Fowle CD, Rees GAV, Baulu P (1980) Persistence of three organophosphorus insecticides in artificial ponds and some biological implications. Arch Environ Contam Toxicol 9:269–279
Hurlbert SH, Mulla MS, Keith JO, Westlake WE, Dusch ME (1970) Biological effects and persistence of Dursban in freshwater ponds. J Econ Entomol 63:43–52
Kersting K (1984) Development and use of an aquatic micro-ecosystem as a test system for toxic substances. Properties of an aquatic micro-ecosystem IV. Int Rev ges Hydrobiol 69:567–607
Kimball KD, Levin SA (1985) Limitations of laboratory bioassays: the need for ecosystem testing. BioScience 35:165–171
Kunii H (1983) Diurnal vertical fluctuations in some water variables under the covers of two different aquatic plants, Elodea nuttallii and Trapa sp. Mem Fac Sci Shimane Univ 17:61–69
Larsen DP, DeNoyelles F, Stay F, Shiroyama T (1986) Comparisons of single-species, microcosm and experimental pond responses to atrazine exposure. Environ Toxicol Chem 5:179–190
Leeuwangh P (1987) Evaluation of laboratory tests for predicting the fate and effects of pesticides in freshwater ecosystems. Toxicology Research Promoting Program PCT-P-018. Progress Report of the Winand Staring Centre, Wageningen, The Netherlands
— (1989) Ecotoxicological research in the laboratory and in experimental ditches, for the risk assessment of pesticides (in Dutch). Gewasbescherming 20:51–61
Lucassen WGH, Leeuwangh P (accepted) Responses of zooplankton to Dursban® 4E insecticide in a pond experiment. Proc of the Aquatic Simulated Field Studies Symposium, 1990 Annual SETAC Meeting, USA.
Macalady DL, Wolfe NL (1983) New perspectives on the hydrolytic degradation of the organophosphorothioate insecticide chlorpyrifos. J Agric Food Chem 31:1139–1147
Marshall WK, Roberts JR (1978) Ecotoxicology of chlorpyrifos. National Research Counsil of Canada, Publication NRCC No. 16079, Ottawa
Meikle RW, Kurihara NW, De Vries DH (1983) Chlorpyrifos: The photodecomposition rates in dilute aqueous solution and on a surface, and the volatization rate from a surface. Arch Environ Contam Toxicol 12:189–193
Miles JR, Bolton EF, Harris CR (1976) Insecticide and nutrient transport in water, related to agricultural land use of a stream basin in Ontario, Canada. Arch Environ Contam Toxicol 5:119–128
Mulla MS, Norland RL, Westlake WE, Dell B, Amant JS (1973) Aquatic midge larvicides: their efficacy and residues in water, soil, and fish in a warm water lake. Environ Entomol 2:58–65
Odenkirchen EW, Eisler R (1988) Chlorpyrifos hazard to fish, wildlife, and invertebrates: a synoptic review. US Fish Wildl Serv Biol Rep 85 (1.13)
Pieczynska E, Ozimek T (1976) Ecological significance of lake macrophytes. Int J Ecol Environ Sci 2:115–128
Robinson-Wilson EF, Boyle TP, Petty JD (1981) Effects of increasing levels of primary production on pentachlorophenol residues in experimental pond ecosystems. In: Bishop WE, Cardwell RD, Heidolph BB (eds), Aquatic toxicology and hazard assessment: Sixth Symposium ASTM STP 802, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, pp 238–250
Schimmel SC, Garnas RL, Patrick JM, Moore JC (1983) Acute toxicity, bioconcentration, and persistence of AC 222,705, benthiocarb, chlorpyrifos, fenvalerate, methyl parathion, and permethrin in the estuarine environment. J Agric Food Chem 31:104–113
Siefert RE, Lozano SJ, Brazner JC, Knuth ML (1989) Littoral enclosures for aquatic field testing of pesticides: effects of chlorpyrifos on a natural system. Miscellaneous Publication Series Entomological Society of America Lanham MD 75:57–73
Smith GN, Watson BS, Fischer FS (1966) The metabolism of (C14) O,O-diethyl O-(3, 5, 6 -trichloro-2-pyridyl) phosphorothioate [Dursban] in fish. J Econ Entomol 59:1464–1475
Thomas K, Nicholson BC (1989) Pesticide losses in runoff from a horticultural catchment in south Australia and their relevance to stream and reservoir water quality. Environ Technol Let 10:117–129
Van der Hoeven N (1989) The chronic toxicity of the insecticide Dursban 4E (active ingredient chlorpyrifos) and its formulation products, Dursban 4 Blank to Daphnia pulex. Report no R89/014. Netherlands Organization for Applied Scientific Research, The Netherlands
Van Wijngaarden R, Leeuwangh P (1989) Relation between toxicity in laboratory and pond: an ecotoxicological study with chlorpyrifos. Med Fac Landbouww Rijksuniv Gent 54/3b:1061–1069
Van Wijngaarden R, Leeuwangh P, Lucassen W, Romijn C, Ronday R, van der Velde RT, Willigenburg WR (in prep) Acute toxicity of chlorpyrifos to fish, salamander and aquatic invertebrates in laboratory tests.
Wan MT (1989) Levels of selected pesticides in farm ditches leading to rivers in the lower mainland of British Columbia. J Environ Sci Health B 24:183–203
Wanchope RD (1987) The pesticide content of surface water drainage from agricultural fields. J Environ Qual 7:459–472
Wolff CJM, Crossland ND (1985) Fate and effects of 3,4-dichloroaniline in the laboratory and in outdoor ponds I. Fate. Environ Toxicol Chem 4:481–487