Titulo original:
Monitoring of pesticides in surface water, pesticides removal efficiency in drinking water treatment plant and potential health risk to consumers using Monte Carlo simulation in Behbahan City, Iran
Palabras clave:
Monitoring of pesticides, surface water, potential health risk
La aplicación excesiva de pesticidas para controlar plagas y malezas conduce a la contaminación de cuerpos de agua y problemas de salud para los consumidores. El presente estudio fue diseñado para investigar la concentración de pesticidas en el agua cruda originada en el río Marun, así como en el agua tratada de la planta de tratamiento de agua potable en la ciudad de Behbahan. Se evaluó la eficiencia de cada proceso de tratamiento. Además, se evaluaron los riesgos para la salud causados por pesticidas detectables para los consumidores de agua tratada. Los contaminantes objetivo se extrajeron mediante microextracción líquido-líquido de gotas y se detectaron mediante un cromatógrafo de gases-espectrofotómetro de masas. Los resultados mostraron concentraciones medias relativamente altas de plaguicidas organofosforados que oscilaban entre 0,87 y 3,229 μg/L en el agua del río y bajas concentraciones de plaguicidas organoclorados, excepto el 1,3-dicloropropeno con una concentración de 3,58 μg/L. El alaclor tenía una concentración bastante alta (2,44 μg/L) en el agua del río. La concentración de pesticidas en el agua potable se había reducido a una cantidad aceptable. La mayor parte de la remoción de pesticidas ocurrió en unidades de coagulación-floculación y filtración rápida en arena (87 %) debido a la naturaleza hidrofóbica de los pesticidas y al uso de GAC en la unidad de filtración. Con base en las estimaciones de la evaluación de riesgos, el cociente de peligro total (THQ) para todos los pesticidas fue mucho menor que uno. El valor de THQ fue mayor en personas más jóvenes y niños para todos los plaguicidas administrados. El valor más alto de THQ en niños fue de 0,2, que se atribuyó al aldrín. De manera similar, el riesgo carcinogénico (CR) de aldrin para niños y adolescentes estuvo en el rango inseguro (más de 10-4) mientras que el CR para otros compuestos objetivo en todos los grupos de edad fue insignificante (10-4-10-6 o menos). ). La alta concentración de pesticidas en el agua del río podría ser preocupante y, por lo tanto, la venta y el uso de pesticidas, especialmente los prohibidos, deberían estar más regulados.
Excessive application of pesticides to control pests and weeds leads to contaminating bodies of water and health problems for consumers. The present study was designed to investigate the concentration of pesticides in raw water originated from the Marun River as well as the treated water of the drinking water treatment plant in Behbahan City. The efficiency of each treatment process was evaluated. Moreover, the health risks caused by detectable pesticides for consumers of treated water were assessed. The target pollutants were extracted using droplet liquid-liquid microextraction and detected by a gas chromatograph-mass spectrophotometer. The results showed relatively high mean concentrations of organophosphate pesticides ranging from 0.87 to 3.229 μg/L in the river water and low concentrations of organochlorine pesticides, except for 1,3-dichloropropene with the concentration of 3.58 μg/L. Alachlor had a rather high concentration (2.44 μg/L) in the river water. The concentration of pesticides in the drinking water had been reduced to an acceptable amount. The major part of pesticides removal occurred in coagulation-flocculation and rapid sand filtration units (87 %) due to the hydrophobic nature of pesticides and the use of GAC in the filtration unit. Based on the risk assessment estimates, the total hazard quotient (THQ) for all the pesticides was much less than one. The value of THQ was higher in younger individuals and children for all the given pesticides. The highest value of THQ in children was 0.2 which was attributed to aldrin. Similarly, the carcinogenic risk (CR) of aldrin for children and teenagers was in the unsafe range (more than 10−4) while the CR for other target compounds in all the age groups was negligible (10−4-10−6 or less). The high concentration of pesticides in the river water might be concerning and therefore selling and using pesticides, especially the banned ones, should be more regulated
La utilización excesiva y desorganizada de pesticidas ha tenido impactos negativos en el suelo y el agua en niveles más altos. Los pesticidas son una clase importante de compuestos orgánicos persistentes con alta resistencia a la biodegradación natural y una mayor tendencia a la bioacumulación. Los graves peligros para la salud impuestos a los organismos vivos obstaculizan el ecosistema y conducen a problemas de salud crónicos e irreversibles. El método fotocatalítico se reporta como una alternativa potencial con una variedad de técnicas y materiales que son más seguros, fáciles, duraderos, rentables y eficientes. Los nanomateriales juegan un papel clave en este dominio debido a su versatilidad. En particular, los materiales nanoestructurados de formas organizadas y propiedades morfológicas han ganado una enorme atención en la investigación y las aplicaciones en tiempo real. Específicamente, los nanomateriales como los nanotubos, las nanovarillas y los nanocables tienen propiedades únicas y una estructura anisotrópica que los hace más adecuados para el tratamiento de desechos de pesticidas con fotocatálisis. Está surgiendo una variedad de métodos y materiales de ajuste para mejorar la actividad de los nanocatalizadores a base de titanio y zinc en los métodos de remediación. En el presente artículo, se eligen cuatro pesticidas, a saber, atrazina, clorpirifos, paraquat y naftaleno debido a su ocurrencia y uso común en aplicaciones agrícolas. Estos pesticidas son altamente tóxicos y necesitan atención especial para explorar métodos de remediación apropiados. El informe también detalla las últimas innovaciones reportadas por varios estudios de investigación en la exploración del potencial de nanopartículas especialmente sintetizadas para la eliminación fotocatalítica de pesticidas contaminantes del medio ambiente. Para los nanomateriales híbridos a base de zinc, la desintegración máxima notificada fue del 99 %, 98 %, 73,3 % y 92,3 % para atrazina, clorpirifos, paraquat y naftaleno, respectivamente.
The excessive and unorganised utilisation of pesticides have posed negative impacts on soil and water at higher levels. Pesticides are a major class of persistent organic compounds with high resistance to natural biodegradation and enhanced tendency to bio accumulate. The severe health hazards imposed on the living organisms hinder the ecosystem and lead to chronic and irreversible health issues. Photocatalytic method is reported as a potential alternative with a variety of techniques and materials that are safer, easier, durable, cost-effective and efficient. Nanomaterials play a key role in this domain due to their versatility. In particular, nanostructured materials of organized shapes and morphological properties have gained enormous attention in research and real-time applications. Specifically, nanomaterials like nanotubes, nanorods and nanowires have unique properties and anisotropic structure that make them more suitable for treating pesticide wastes with photocatalysis. Variety of tuning methods and materials are emerging to enhance the activity of titanium and zinc based nanocatalysts in remediation methods. In the present article, four pesticides, namely, atrazine, chlorpyrifos, paraquat and naphthalene are chosen due to their common occurrence and usage in agricultural applications. These pesticides are highly toxic and need special attention to explore appropriate remediation methods. The report also details the latest innovations reported by several research studies in exploring the potential of specially synthesised nanoparticles for photocatalytic removal of pesticide pollutants from environment. For zinc-based hybrid nanomaterials, the maximum disintegration reported were 99%, 98%, 73.3% and 92.3% for atrazine, chlorpyrifos, paraquat and naphthalene, respectively.
Titulo original:
8 - Indirect herbicide effects on biodiversity, ecosystem functions, and interactions with global changes
Autores:
Carsten A. Brühl, Johann G. Zaller
Revista:
In Emerging Issues in Analytical Chemistry,Herbicides, Elsevier.
Año:
2021
Palabras clave:
Organismos no objetivo; Deriva de herbicida; Efectos indirectos de herbicidas; Interacciones de especies; Redes alimentarias; Funciones del ecosistema; Evaluación de riesgos ambientales.
Los efectos indirectos de los herbicidas pueden tener graves consecuencias sobre los organismos y el funcionamiento de los ecosistemas. La deriva del rociado y la erosión por el viento y el agua distribuyen herbicidas ampliamente en áreas no cultivadas, y los efectos sobre la biodiversidad y las interacciones de la red alimentaria desencadenan más cambios en el ecosistema. Un creciente cuerpo de evidencia se ocupa de los efectos de los herbicidas en las enfermedades de los cultivos y su influencia en los procesos naturales de biocontrol. Las interacciones de los efectos de los herbicidas con los factores climáticos y otras tensiones ambientales son cada vez más importantes. Existe una brecha de conocimiento en la evaluación de la exposición y la situación del efecto en condiciones reales de las consecuencias tardías de aplicaciones anteriores de herbicidas, aplicaciones múltiples e interacciones con otras clases de pesticidas dentro de una temporada y a largo plazo. Con frecuencia, los impactos de los herbicidas no se pueden separar de la confusión con las prácticas de manejo del suelo, como la labranza y la rotación de cultivos. La gran cantidad de formulaciones y mezclas de herbicidas disponibles, y la información inadecuada sobre sus ingredientes, dificultan el análisis de los efectos ambientales.
Indirect effects of herbicides can have severe consequences on organisms and ecosystem functioning. Spray drift and erosion by wind and water distribute herbicides widely in noncrop areas, and effects on biodiversity and food web interactions trigger further ecosystem changes. An increasing body of evidence deals with herbicide effects on crop diseases and their influence on natural biocontrol processes. Interactions of herbicide effects with climatic factors and other environmental stresses are increasingly important. There is a knowledge gap in assessing the exposure and effect situation under real-world conditions of delayed consequences of previous herbicide applications, multiple applications, and interactions with other pesticide classes within a season and long term. Often, herbicide impacts cannot be separated from confounding with soil management practices such as tillage and crop rotation. The sheer number of available herbicide formulations and mixtures, and inadequate information on their ingredients, make an analysis of environmental
Palabras clave:
Caenorhabditis elegans; Lindano;Toxicidad a largo plazo; Estrés oxidativo; Apoptosis celular.
El lindano persiste en el medio ambiente y se bioacumula como pesticida organoclorado y puede presentar riesgos para los entornos ecológicos y la salud humana. Para explorar la toxicidad a largo plazo y los mecanismos subyacentes del lindano,Caenorhabditis eleganscomo modelo animal para el estudio toxicológico. Los indicadores de estrés oxidativo fisiológico y apoptosis celular se examinaron en nematodos expuestos de forma crónica a concentraciones de lindano relevantes para el medio ambiente (0,01–100 ng/L). Los datos sugirieron que la exposición al lindano en dosis superiores a 0,01 ng/L indujo efectos fisiológicos adversos en C. elegans. Se observaron aumentos significativos en la producción de ROS y la acumulación de lipofuscina en 100 ng/L de nematodos expuestos al lindano, lo que sugiere que la exposición al lindano indujo estrés oxidativo en los nematodos. La exposición a 10–100 ng/L de lindano también aumentó significativamente el número promedio de cadáveres de células germinales, lo que indica apoptosis celular inducida por lindano en C. elegans . Además, la exposición crónica a 100 ng/L de lindano influyó significativamente en la expresión de genes relacionados con el estrés oxidativo y la apoptosis celular (p. ej., genes isp-1, sod-3, ced-3 y cep-1 ). Estos resultados indicaron que el estrés oxidativo y la apoptosis celular podrían desempeñar un papel importante en la toxicidad inducida por el lindano en los nematodos.
Lindane persists in the environment and bioaccumulates as an organochlorine pesticide and can pose risks to ecological environments and human health. To explore the long-term toxicity and underlying mechanisms of lindane, Caenorhabditis elegans was chosen as an animal model for toxicological study. The indicators of physiological, oxidative stress and cell apoptosis were examined in nematodes chronically exposed to environmentally relevant concentrations of lindane (0.01–100 ng/L). The data suggested that exposure to lindane at doses above 0.01 ng/L induced adverse physiological effects in C. elegans. Significant increases of ROS production and lipofuscin accumulation were observed in 100 ng/L of lindane-exposed nematodes, suggesting that lindane exposure induced oxidative stress in nematodes. Exposure to 10–100 ng/L of lindane also significantly increased the average number of germ cell corpses, which indicated cell apoptosis induced by lindane in C. elegans. Moreover, chronic exposure to 100 ng/L lindane significantly influenced the expression of genes related to oxidative stress and cell apoptosis (e.g., isp-1, sod-3, ced-3, and cep-1 genes). These results indicated that oxidative stress and cell apoptosis could play an important role in toxicity induced by lindane in nematodes.
Titulo original:
Individual and synergistic toxic effects of carbendazim and chlorpyrifos on zebrafish embryonic development
Autores:
uiqi Fan, Wanjun Zhang, Lizhong Li, Li Jia, Jun Zhao, et al.
Revista:
Chemosphere
Año:
2021
Palabras clave:
Carbendazima; Clorpirifos; Toxicidad en el desarrollo embrionario; Efecto sinergico.
El fungicida carbendazim y el insecticida clorpirifos se usan juntos con frecuencia para proteger varios cultivos de frutas y hortalizas en China. En dosis altas, la carbendazim es un carcinógeno conocido, mientras que el clorpirifos tiene potencial neurotóxico, pero la toxicidad combinada de estos dos compuestos no se ha investigado sistemáticamente. En este estudio, examinamos los efectos separados y combinados de estos compuestos en el desarrollo embrionario del pez cebra . El LC 50los valores de carbendazim y clorpirifos a las 96 h post-fertilización (hpf) fueron 0,89 mg/L y 3,83 mg/L, respectivamente. Carbendazim aumentó de forma dependiente de la dosis la frecuencia de movimiento espontáneo de la cola de 24 embriones hpf, la tasa de eclosión de 48 embriones hpf y la tasa de mortalidad y deformidad de 96 embriones hpf, mientras que el clorpirifos aumentó la frecuencia cardíaca de 48 embriones hpf, así como la mortalidad. y tasa de deformidad de 96 embriones hpf. La exposición mixta a una relación de concentración equipotente (Mix1) y a la relación de los límites máximos de residuos para frutas típicas (manzanas) (Mix2) reveló efectos sinérgicos significativos sobre la letalidad .a 96 hpf dentro del rango de niveles de efecto de 0%–90%. Por el contrario, hubo un efecto antagónico de la relación de concentración equipotente sobre la letalidad en el rango de concentración del 90 % al 100 %, mientras que la relación en los límites máximos de residuos todavía mostró un efecto sinérgico. Mix1 mostró antagonismo en la tasa de eclosión en el rango de 0 % a 35 % y sinergia en el rango de 40 % a 100 %, mientras que Mix2 tuvo un efecto sinérgico en la tasa de eclosión en el rango de 0 % a 35 %, un efecto aditivo al 40 %, y un efecto antagónico a >40%. Ambas mezclas tuvieron un efecto sinérgico sobre la tasa de deformidad en todos los rangos de concentración. La carbendazim y el clorpirifos demuestran una toxicidad sinérgica para el desarrollo, lo que indica que se deben realizar evaluaciones de riesgos para la salud y el medio ambiente para varias combinaciones de estos agentes.
The fungicide carbendazim and the insecticide chlorpyrifos are frequently used together to protect various fruit and vegetable crops in China. At high doses, carbendazim is a known carcinogen while chlorpyrifos has neurotoxic potential, but the combined toxicity of these two compounds has not been systematically investigated. In this study, we examined the separate and combined effects of these compounds on zebrafish embryonic development. The LC50 values for carbendazim and chlorpyrifos at 96 h post-fertilization (hpf) were 0.89 mg/L and 3.83 mg/L, respectively. Carbendazim dose-dependently increased the spontaneous tail-wagging frequency of 24 hpf embryos, the hatching rate of 48 hpf embryos, and the mortality and deformity rate of 96 hpf embryos, while chlorpyrifos increased the heart rate of 48 hpf embryos as well as the mortality and deformity rate of 96 hpf embryos. Mixed exposure at an equipotent concentration ratio (Mix1) and at the ratio of maximum residue limits for typical fruits (apples) (Mix2) revealed significant synergistic effects on lethality at 96 hpf within the 0%–90% effect levels range. In contrast, there was an antagonistic effect of the equipotent concentration ratio on lethality in the 90%–100% concentration range, while the ratio at the maximum residue limits still showed a synergistic effect. Mix1 exhibited antagonism on hatching rate in the 0%–35% range and synergy in the 40%–100% range, while Mix2 had a synergistic effect on hatching rate in the 0%–35% range, an additive effect at 40%, and an antagonistic effect at >40%. Both mixtures had a synergistic effect on deformity rate over all concentration ranges. Carbendazim and chlorpyrifos demonstrate synergistic developmental toxicity, indicating that health and environmental risk assessments should be conducted for various combinations of these agents.
Titulo original:
Selection of pesticides to reduce human and environmental health risks: a global guideline and minimum pesticides list
Autores:
Paul C Jepson, Katie Murray, Oliver Bach, Maria A Bonilla, Lars Neumeister
Revista:
The Lancet Planetary Health
Año:
2020
Palabras clave:
Pesticidas; Riesgos; Salud humana y ambiental; Químicos.
Antecedentes. Los pesticidas presentan riesgos generalizados para la salud humana y ambiental, pero los criterios de selección para los usuarios finales que tienen en cuenta las diferencias de riesgo entre los compuestos son escasos. Desarrollamos un sistema para clasificar los riesgos y peligros de los pesticidas con respecto a la salud humana y ambiental y producimos una lista mínima de pesticidas (menor riesgo).
Métodos. Clasificamos 659 pesticidas por riesgos agudos y crónicos para la salud humana (p. ej., efectos respiratorios y cancerígenos) y por riesgos ambientales, incluida la biomagnificación y el agotamiento del ozono atmosférico y los riesgos para la vida acuática, la vida silvestre terrestre y los polinizadores. A partir de este análisis, elaboramos una guía para la selección de plaguicidas de menor riesgo. La clasificación de compuestos altamente peligrosos y de alto riesgo se ha probado en más de un millón de hogares agrícolas en los trópicos y en los programas de manejo integrado de plagas (MIP) de EE. UU. La clasificación completa, incluida la lista mínima de plaguicidas, se ha utilizado en el manejo del gusano cogollero ( Spodoptera frugiperda ) en África y Asia.
Recomendaciones. Nuestro análisis desarrolló una guía independiente para la selección de pesticidas de menor riesgo. Al clasificar los pesticidas en uso actual contra el gusano cogollero en África, nuestra guía identificó productos químicos que son efectivos y de menor riesgo para la salud humana y ambiental. Argumentamos que a partir de nuestro sistema de clasificación se podría desarrollar una lista mínima de plaguicidas (menor riesgo), que satisfaga las necesidades de MIP.
Interpretación. Hasta donde sabemos, nuestro análisis es el primero en proponer un método para implementar la idea de una lista mínima de pesticidas y el primero en delinear compuestos candidatos de menor riesgo. Los criterios actualmente aceptados para definir pesticidas altamente peligrosos no protegen adecuadamente a los transeúntes humanos, la vida acuática, la vida silvestre terrestre y los polinizadores.
Background. Pesticides present widespread risks to human and environmental health, yet selection criteria for end-users that factor in differences in risk between compounds are scant. We developed a system to classify pesticide risks and hazards with respect to human and environmental health and produce a minimum (lower risk) pesticide list.
Methods. We classified 659 pesticides by acute and chronic risks to human health (eg, respiratory and carcinogenic effects) and by environmental risks, including biomagnification and atmospheric ozone depletion and risks to aquatic life, terrestrial wildlife, and pollinators. From this analysis, we produced a guideline for selection of lower risk pesticides. The classification of highly hazardous and high-risk compounds has been tested in more than a million farm households in the tropics, and in US integrated pest management (IPM) programmes. The full classification, including the minimum pesticide list, has been used in management of the fall armyworm (Spodoptera frugiperda) throughout Africa and Asia.
Findings. Our analysis developed a stand-alone guideline for selection of lower risk pesticides. When classifying pesticides in current use against the fall armyworm in Africa, our guideline identified chemicals that are effective and of lower risk to human and environmental health. We argue that a minimum (lower risk) pesticides list, which meets IPM needs, could be developed from our classification system.
Interpretation. As far as we are aware, our analysis is the first to propose a method for implementing the idea of a minimum pesticide list and the first to outline lower risk candidate compounds. Currently accepted criteria for defining highly hazardous pesticides do not adequately protect human bystanders, aquatic life, terrestrial wildlife, and pollinators.
Titulo original:
Organophosphate Pesticides: Impact on Environment, Toxicity, and Their Degradation
Autores:
Sikandar I. Mulla, Fuad Ameen, Manjunatha P. Talwar, Show All
Revista:
Bioremediation of Industrial Waste for Environmental Safety, Springer.
Año:
2020
Palabras clave:
Toxicidad;
Clorpirifos;
Paratión de metilo;
Quinalfos;
Profenofos;
Degradación.
Los plaguicidas organofosforados se utilizan ampliamente para el control de malas hierbas, enfermedades y plagas de cultivos. Por lo tanto, estos insecticidas persisten en los alrededores y por lo tanto provocan graves problemas de contaminación. Se ha descubierto que los pesticidas sintéticos, incluidos los insecticidas organofosforados, son tóxicos y/o peligrosos para una variedad de organismos, como la biota viva del suelo junto con valiosos artrópodos, peces, aves, seres humanos, animales y plantas. Los pesticidas organofosforados pueden descontaminarse rápidamente a través de la hidrólisis por exposición a la biosfera, que son responsables de verse significativamente influenciados por factores abióticos y/o bióticos. Los cultivos bacterianos aislados de varios lugares son las principales entidades en el medio ambiente con una capacidad única para descomponer diferentes plaguicidas organofosforados para su crecimiento. Además, una posible aplicación de cepas diseñadas para la biorremediación de organofosforados es de gran interés. En el capítulo actual, se discute la información publicada sobre el impacto de los organofosforados en el medio ambiente, los efectos tóxicos y los resultados disponibles de su degradación.
Organophosphate pesticides are extensively used for the control of weeds, diseases, and pests of crops. Hence, these insecticides persist in the environs and thereby cause severe pollution problems. Synthetic pesticides including organophosphates insecticides are found to be toxic and/or hazardous to a variety of organisms like living soil biota along with valuable arthropods, fish, birds, human beings, animals, and plants. Organophosphate pesticides might be decontaminated quickly through hydrolysis on exposure to biosphere, which are responsible to be significantly influenced by abiotic and/or biotic factors. The bacterial cultures isolated from various places are the major entities in the environment with a unique capability to break down different organophosphate pesticides for their growth. Additionally, a potential engineered strain(s) application for the bioremediation of organophosphate(s) is of great interest. In the current chapter, the published information on organophosphates impact on environment, toxic effects, and the available results of their degradation are discussed.
28.
Titulo original:
Toxicity of the herbicides diuron, propazine, tebuthiuron, and haloxyfop to the diatom Chaetoceros muelleri
Autores:
Marie C. Thomas, Florita Flores, Sarit Kaserzon, Timothy A. Reeks & Andrew P. Negri
Los herbicidas del fotosistema II convencional (PSII) aplicados en la agricultura pueden plantear riesgos ambientales para los medios acuáticos. En respuesta a la detección frecuente de estos herbicidas en el área de captación de la Gran Barrera de Coral (GBR), transiciones hacia herbicidas "alternativos" ahora son ampliamente compatibles. Sin embargo, los valores de referencia de calidad del agua (WQGV) para herbicidas alternativos faltan y sus impactos ecológicos potenciales en las especies marinas tropicales son generalmente desconocidos. Para mejorar nuestra comprensión de los riesgos que plantean algunos de estos herbicidas alternativos en bajo condiciones tropicales, probamos los efectos de cuatro herbicidas en la ampliamente distribuida diatomea Chaetoceros muelleri. Los herbicidas PSII diurón, propazina y tebutiurón indujeron reducciones sustanciales tanto en los rendimientos cuánticos efectivos de 24 h (?F/Fm?) como en las tasas de crecimiento específicas de 3 días (SGR). Las concentraciones del efecto, que redujeron ?F/Fm? en un 50 % (EC50), oscilaron entre 4,25 µg L?1 de diurón a 48,6 µg L?1 de propazina, mientras que los EC50 para SGR fueron en promedio tres veces más altos, con un rango de 12,4 µg L?1 de diurón a 187 µg L?1 de tebutiurón. Nuestros resultados demostraron claramente que la inhibición de ?F/Fm? en PSII está directamente relacionada con un crecimiento reducido (R2 = 0,95) en esta especie, lo que respalda aún más la aplicación de la inhibición de ?F/Fm? como bioindicador válido de relevancia ecológica para los herbicidas PSII que podrían contribuir para derivar futuros WQGV. En contraste, SGR y ?F/Fm? de C. muelleri no respondieron al herbicida haloxifop en la concentración más alta probada (4570 µg L?1), lo que sugiere que haloxifop no parece suponer un riesgo para C. muelleri. Los umbrales de toxicidad (p. ej., concentraciones sin efecto; NEC) identificados en este estudio contribuirá a la derivación de WQGV marinos de alta confiabilidad para algunas alternativas herbicidas detectados en aguas GBR y apoyar futuras evaluaciones de los riesgos acumulativos de complejos mezclas de herbicidas comúnmente detectadas en aguas costeras.
Conventional photosystem II (PSII) herbicides applied in agriculture can pose significant environmental risks to aquatic environments. In response to the frequent detection of these herbicides in the Great Barrier Reef (GBR) catchment area, transitions towards ‘alternative’ herbicides are now widely supported. However, water quality guideline values (WQGVs) for alternative herbicides are lacking and their potential ecological impacts on tropical marine species are generally unknown. To improve our understanding of the risks posed by some of these alternative herbicides on marine species under tropical conditions, we tested the effects of four herbicides on the widely distributed diatom Chaetoceros muelleri. The PSII herbicides diuron, propazine, and tebuthiuron induced substantial reductions in both 24 h effective quantum yields (?F/Fm?) and 3-day specific growth rates (SGR). The effect concentrations, which reduced ?F/Fm? by 50% (EC50), ranged from 4.25 µg L?1 diuron to 48.6 µg L?1 propazine, while the EC50s for SGR were on average threefold higher, ranging from 12.4 µg L?1 diuron to 187 µg L?1 tebuthiuron. Our results clearly demonstrated that inhibition of ?F/Fm? in PSII is directly linked to reduced growth (R2?=?0.95) in this species, further supporting application of ?F/Fm? inhibition as a valid bioindicator of ecological relevance for PSII herbicides that could contribute to deriving future WQGVs. In contrast, SGR and ?F/Fm? of C. muelleri were nonresponsive to the non-PSII herbicide haloxyfop at the highest concentration tested (4570 µg L?1), suggesting haloxyfop does not pose a risk to C. muelleri. The toxicity thresholds (e.g. no effect concentrations; NECs) identified in this study will contribute to the derivation of high-reliability marine WQGVs for some alternative herbicides detected in GBR waters and support future assessments of the cumulative risks of complex herbicide mixtures commonly detected in coastal waters.
El arbofurano es uno de los plaguicidas de carbamato de N-metilo sistémicos y de amplio espectro más tóxicos, que se aplica ampliamente como insecticida, nematicida y acaricida para fines agrícolas, domésticos e industriales. Es extremadamente letal para los mamíferos, las aves, los peces y la vida silvestre debido a su actividad anticolinesterasa, que inhibe la actividad de la acetilcolinesterasa y la butirilcolinesterasa. En humanos, el carbofurano está asociado con actividad de alteración endocrina, trastornos reproductivos y anomalías citotóxicas y genotóxicas. Por lo tanto, la limpieza de ambientes contaminados con carbofurano es de máxima preocupación y necesita urgentemente una tecnología de remediación adecuada, avanzada y efectiva. La tecnología microbiana (especies de bacterias, fugas y algas) es un enfoque muy potente, pragmático y ecológico para la eliminación de carbofurano. Las enzimas microbianas y sus genes catabólicos exhiben un potencial excepcional para las estrategias de biorremediación. Para comprender el mecanismo específico de la degradación del carbofurano y la participación de las enzimas y los genes de la carbofurano hidrolasa, se requieren enfoques genómicos altamente eficientes para proporcionar información confiable y desplegar las vías metabólicas. Esta revisión analiza brevemente la toxicidad del carbofurano y su impacto toxicológico en el medio ambiente, una comprensión profunda del mecanismo de degradación del carbofurano con cepas microbianas, vías metabólicas, mecanismos moleculares y bases genéticas involucradas en la degradación.
arbofuran is one of the most toxic broad-spectrum and systemic N-methyl carbamate pesticide, which is extensively applied as insecticide, nematicide and acaricide for agricultural, domestic and industrial purposes. It is extremely lethal to mammals, birds, fish and wildlife due to its anticholinesterase activity, which inhibits acetyl-cholinesterase and butyrylcholinesterse activity. In humans, carbofuran is associated with endocrine disrupting activity, reproductive disorders, cytotoxic and genotoxic abnormalities. Therefore, cleanup of carbofuran-contaminated environments is of utmost concern and urgently needs an adequate, advanced and effective remedial technology. Microbial technology (bacterial, fugal and algal species) is a very potent, pragmatic and ecofriendly approach for the removal of carbofuran. Microbial enzymes and their catabolic genes exhibit an exceptional potential for bioremediation strategies. To understand the specific mechanism of carbofuran degradation and involvement of carbofuran hydrolase enzymes and genes, highly efficient genomic approaches are required to provide reliable information and unfold metabolic pathways. This review briefly discusses the carbofuran toxicity and its toxicological impact into the environment, in-depth understanding of carbofuran degradation mechanism with microbial strains, metabolic pathways, molecular mechanisms and genetic basis involved in degradation.
La carbendazim, como fungicida, se usaba comúnmente para controlar enfermedades fúngicas en la agricultura, la silvicultura y la medicina veterinaria. En este estudio, la toxicidad aguda y reproductiva de carbendazim se evaluó utilizando Caenorhabditis elegans (C. elegans) como modelo para evaluar preliminarmente los riesgos potenciales de este fungicida en la producción y aplicación agrícola. Los resultados mostraron que el crecimiento de C. elegans fue inhibido por 0,01 ?g/L de carbendazim. El tratamiento con 0.1 ?g/L de carbendazim provocó una disminución significativa en el comportamiento de locomoción y un daño significativo en el sistema reproductivo y antioxidante, lo que provocó que la vida útil de los nematodos se acortara drásticamente. Estos resultados brindan una mejor comprensión del riesgo ambiental de la carbendazim y plantean nuevas preocupaciones sobre la seguridad.
Carbendazim, as a fungicide, was commonly used to control fungal diseases in agriculture, forestry, and veterinary medicines. In this study, the acute and reproductive toxicity of carbendazim was assessed using Caenorhabditis elegans (C. elegans) as a model in order to preliminarily evaluate the potential risks of this fungicide in agricultural production and application. The results showed that the growth of C. elegans was inhibited by 0.01 ?g/L carbendazim. The treatment of 0.1 ?g/L carbendazim caused a significant decrease in locomotion behavior and significant damage to the reproductive and antioxidant system, causing the lifespan of nematodes to be drastically shortened. These results provide a better understanding of the environmental risk of carbendazim and raise new concerns about safety.