Неоникотиноид

редактировать
Класс инсектицидов

Неоникотиноиды (иногда сокращается до неоники) представляют собой класс нейроактивных инсектицидов, химически подобных никотину. В 1980-х годах Shell и в 1990-х Bayer начали работу над их разработкой. Семейство неоникотиноидов включает ацетамиприд, клотианидин, имидаклоприд, нитенпирам, нитиазин, тиаклоприд <136.>и тиаметоксам. Имидаклоприд - самый широко используемый инсектицид в мире. По сравнению с инсектицидами органофосфат и карбамат неоникотиноиды вызывают меньшую токсичность для птиц и млекопитающих, чем насекомые. Некоторые продукты распада также токсичны для насекомых.

Использование неоникотиноидов было связано в ряде исследований с неблагоприятными экологическими последствиями, включая пчелы расстройство коллапса колонии ( CCD) и гибель птиц из-за сокращения популяций насекомых. Некоторые научные выводы относительно вреда, наносимого пчелам неоникой, противоречивы и противоречивы. Отчасти это связано с тем, что пчелы, подвергшиеся воздействию нормального уровня неоникотиноидов, не умирают немедленно. Некоторые источники предполагают, что неоникотиноиды снижают способность пчелиной семьи пережить зиму. Большинство академических и государственных органов согласны с тем, что неоникотиноиды оказали негативное влияние на популяции пчел.

В 2013 г. Европейский Союз и несколько соседних стран ограничили использование некоторых неоникотиноидов; в 2018 году ЕС запретил использование трех основных неоникотиноидов (клотианидин, имидаклоприд и тиаметоксам ) для любого использования на открытом воздухе. В нескольких штатах США также ограничено использование неоникотиноидов из соображений защиты опылителей и пчел.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Рынок
  • 3 Использование в сельском хозяйстве
    • 3.1 Эффективность
    • 3.2 Семена покрытия
  • 4 Регламент
    • 4.1 США
    • 4.2 Европейский Союз
      • 4.2.1 Исследования и национальные правила
      • 4.2.2 Европейский запрет
      • 4.2.3 Экономическое воздействие
    • 4.3 Канада
    • 4.4 Океания
  • 5 Способ действия
    • 5.1 Основы селективности
  • 6 Химические свойства
  • 7 Токсичность
    • 7.1 Пчелы
    • 7.2 Другие дикие животные
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки

История

Прекурсор до нитиазина был впервые синтезирован Генри Фойером, химиком из Университета Пердью, в 1970 году; 273>Shell При скрининге исследователи обнаружили, что этот прекурсор обладает инсектицидным потенциалом, и усовершенствовали его для выработки нитиазина.

В 1984 году было обнаружено, что механизм действия нитиазина заключается в постсинаптическом агонисте рецепторов ацетилхолина, то же самое как никотин. Нитиазин не действует как ингибитор ацетилхолинэстеразы, в отличие от инсектицидов органофосфат и карбамат. Хотя нитиазин имеет желаемую специфичность (т.е. низкую токсичность для млекопитающих), он не является фотостабильным, то есть расщепляется на солнечном свете, поэтому коммерчески нецелесообразен.

В 1985 году компания Bayer запатентовала имидаклоприд как первый коммерческий неоникотиноид.

В конце 1990-х годов, главным образом, имидаклоприд стал широко использоваться. С начала 2000-х годов на рынок вышли два других неоникотиноида: клотианидин и тиаметоксам. По состоянию на 2013 год практически вся посевная кукуруза в Соединенных Штатах обрабатывалась одним из этих двух инсектицидов. По состоянию на 2014 год около трети посевных площадей сои в США было засеяно семенами, обработанными неоникотиноидами, обычно имидаклопридом или тиаметоксамом.

Рынок

Неоникотиноиды были зарегистрированы более чем в 120 стран. При общемировом обороте в 1,5 миллиарда евро в 2008 году они составляли 24% мирового рынка инсектицидов. После появления первых неоникотиноидов в 1990-х годах этот рынок вырос со 155 миллионов евро в 1990 году до 957 миллионов евро в 2008 году. Неоникотиноиды составили 80% всех продаж средств обработки семян в 2008 году.

По состоянию на 2011 год., на рынке присутствует семь неоникотиноидов от разных компаний.

НазваниеКомпанияПродукцияОборот в миллионах долларов США (2009 г.)
Имидаклоприд Bayer CropScience Confidor, Admire, Gaucho, Advocate1,091
Тиаметоксам Syngenta Actara, Platinum, Cruiser627
Clothianidin Sumitomo Химический / Bayer CropSciencePoncho, Dantosu, Dantosu, Belay439
Ацетамиприд Nippon Soda Mospilan, Assail, ChipcoTristar276
Тиаклоприд Bayer CropScienceКалипсо112
Динотефуран Mitsui Chemicals Starkle, Safari, Venom79
Нитенпирам Sumitomo ChemicalCapstar, Guardian8

Использование в сельском хозяйстве

Эффективность

Имидаклоприд эффективен против сосущих насекомых, некоторых жевательных насекомых, почвенных насекомых и блох на домашних животных. Он системный с особой эффективностью против сосущих насекомых и имеет длительную остаточную активность. Имидаклоприд можно добавлять в воду для полива растений. Препаратам с контролируемым высвобождением имидаклоприда требуется 2–10 дней для высвобождения 50% имидаклоприда в воду. Он применяется против почвенных вредителей, вредителей семян, древесины и животных, а также для обработки листьев.

По состоянию на 2013 год неоникотиноиды использовались в США примерно для 95 процентов посевов кукурузы и канолы, большей части хлопка, сорго и сахарной свеклы и примерно половины всех соевых бобов. Их использовали для обработки подавляющего большинства фруктов и овощей, включая яблоки, вишню, персики, апельсины, ягоды, зелень, помидоры и картофель, зерновых культур, риса, орехов и винограда. Имидаклоприд, возможно, является наиболее широко используемым инсектицидом как среди неоникотиноидов, так и на мировом рынке.

Покрытия семян

В сельском хозяйстве полезность обработки семян неоникотиноидами для предотвращения вредителей зависит от сроков посадки и появления вредителей. Для соевых бобов обработка семян неоникотиноидами обычно неэффективна против соевой тли, потому что соединения разрушаются через 35–42 дня после посадки, а соевые тли обычно отсутствуют или до этого времени наносят ущерб популяциям. Обработка семян неоникотиноидами может защитить урожай в отдельных случаях, например, на полях с поздним посевом или в районах с большим заражением намного раньше в вегетационный период. От обработки семян неоникотиноидами от насекомых-вредителей сои в Соединенных Штатах не ожидается общего увеличения урожайности, и вместо них рекомендуются листовые инсектициды, когда насекомые действительно достигают опасного уровня. По оценкам Министерства здравоохранения Канады, неоникотиноиды обеспечивают преимущества, эквивалентные более чем 3% стоимости кукурузы на национальных фермах и от 1,5% до 2,1% стоимости сои на национальных фермах в 2013 г.

Регламент

Соединенные Штаты

Агентство по охране окружающей среды США осуществляет 15-летний цикл проверки регистрации всех пестицидов. EPA предоставило условную регистрацию клотианидину в 2003 году. EPA выдает условную регистрацию, когда пестицид соответствует стандарту для регистрации, но есть невыполненные требования к данным. Тиаметоксам одобрен для использования в качестве антимикробного пестицида, консерванта древесины и пестицида; он был впервые одобрен в 1999 году. Имидаклоприд был зарегистрирован в 1994 году.

Поскольку все неоникотиноиды были зарегистрированы после 1984 года, они не подлежали перерегистрации, но из-за экологических проблем, особенно в отношении пчел, EPA открыло регистрационные записи для оценки их. Рецензия на регистрацию для имидаклоприда была открыта в декабре 2008 г., а для нитиазина - в марте 2009 г. Чтобы максимально использовать преимущества новых исследований по мере их появления, EPA продвинуло открытия в реестрах для оставшихся неоникотиноидов в графике проверки регистрации (ацетамиприд, клотианидин, динотефуран, тиаклоприд и тиаметоксам ) до 2012 финансового года. Агентство по охране окружающей среды заявило, что оно планирует завершить обзор неоникотиноидов в 2018 году.

В марте 2012 года Центр по безопасности пищевых продуктов, Pesticide Action Network и группа пчеловодов подали прошение об оказании чрезвычайной помощи в EPA с просьбой приостановить использование клотианидина. Агентство отклонило ходатайство. В марте 2013 года та же группа подала в суд на Агентство по охране окружающей среды США, к которому присоединились Sierra Club и Центр гигиены окружающей среды, которые обвинили агентство в выполнении неадекватные оценки токсичности и разрешение регистрации инсектицидов на основании неадекватных исследований. Дело Эллис и др. Против Брэдбери и др. Было приостановлено по состоянию на октябрь 2013 года.

12 июля 2013 года член палаты представителей Джон Коньерс от имени себя и представителя Эрл Блюменауэр представил в Палате представителей «Закон о спасении американских опылителей». В законе содержится призыв приостановить использование четырех неоникотиноидов, в том числе трех, недавно приостановленных Европейским союзом, до завершения их рассмотрения, а также провести совместное исследование Департамента внутренних дел и Агентства по охране окружающей среды на популяциях пчел и возможных причин. за их упадок. Законопроект был передан комитету Конгресса 16 июля 2013 года и не был оставлен комитетом.

Агентство по охране окружающей среды США предприняло ряд мер для регулирования неоникотиноидов в ответ на опасения по поводу опылителей. В 2014 г. администрацией Обамы был введен общий запрет на использование неоникотиноидов в Национальных заповедниках дикой природы в ответ на опасения по поводу нецелевого воздействия пестицида и судебный иск от экологических групп. В 2018 году администрация Трампа отменила это решение, заявив, что решения об использовании неоникотиноидов на фермах в заповедниках будут приниматься в индивидуальном порядке. В мае 2019 года Агентство по охране окружающей среды отозвало одобрение дюжины пестицидов, содержащих клотианидин и тиаметоксам, в рамках юридического урегулирования.

Европейский Союз

Исследования и национальные нормативные акты

В В 2008 году Германия отменила регистрацию клотианидина для использования на семенной кукурузе после инцидента, который привел к гибели миллионов находящихся поблизости медоносных пчел. Расследование показало, что это было вызвано сочетанием факторов:

  • отказ от использования полимерного покрытия семян, известного как «наклейка»
  • погодных условий, что привело к позднему посеву, когда поблизости рапс цвел;
  • особый тип пневматического оборудования, используемого для посева семян, которое, по-видимому, сдувало пыль, содержащую клотианидин, с семян в воздух, когда семена выбрасывались из машины в землю;
  • сухие и ветреные условия во время посадки, которые выдували пыль на близлежащие поля рапса, где паслись медоносные пчелы;

В Германии использование клотианидина также было ограничено в 2008 году на короткий срок на рапс. После того, как было показано, что обработка рапса не имеет тех же проблем, что и кукуруза, ее использование было возобновлено при условии, что пестицид будет прикреплен к зернам рапса с помощью дополнительной наклейки, чтобы не образовывалась пыль от истирания. выпущен в воздух.

В 2009 году Федеральное ведомство Германии по защите потребителей и безопасности пищевых продуктов приняло решение приостановить действие разрешения на использование клотианидина на кукурузе. До сих пор не было полностью выяснено, в какой степени и каким образом пчелы вступают в контакт с активными веществами клотианидина, тиаметоксама и имидаклоприда при использовании на кукурузе. Вопрос о том, представляет ли жидкость, выделяемая растениями через пищеварительный тракт, который глотают пчелы, дополнительный риск, остался без ответа.

Обработка семян неоникотиноидами запрещена в Италии, но использование на листьях разрешено. Это действие было предпринято на основе предварительных мониторинговых исследований, показывающих, что потери пчел коррелировали с применением семян, обработанных этими соединениями; Италия основала свое решение на известной острой токсичности этих соединений для опылителей.

В Франции обработка семян подсолнечника и кукурузы имидаклопридом приостановлена; Обработка имидаклопридом семян сахарной свеклы и зерновых разрешена, а также внекорневое использование.

В 2012 году Европейская комиссия обратилась в Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) для изучения безопасности трех неоникотиноидов в ответ на растущие опасения по поводу воздействия неоникотиноидов на медоносных пчел. В исследовании было опубликовано в январе 2013 года, в котором говорилось, что неоникотиноиды представляют неприемлемо высокий риск для пчел и что спонсируемая отраслью наука, на которую опирались заявления о безопасности регулирующих органов, может быть ошибочной и содержать пробелы в данных, которые ранее не рассматривались. В их обзоре сделан вывод: «Высокий острый риск для медоносных пчел был выявлен в результате воздействия сноса пыли при использовании для обработки семян кукурузы, масличного рапса и зерновых культур. Высокий острый риск был также выявлен в результате воздействия через остатки в нектаре и / или пыльце. " EFSA пришло к следующим выводам:

  • Воздействие пыльцы и нектара. Допустимо использование только на сельскохозяйственных культурах, непривлекательных для медоносных пчел.
  • Воздействие пыли. Опасность для медоносных пчел была указана или не может быть исключена, за некоторыми исключениями, такими как использование на сахарной свекле и культурах, выращиваемых в теплицах, а также при использовании некоторых гранул.
  • Воздействие потрошения. Единственная завершенная оценка была проведена для кукурузы, обработанной тиаметоксамом. В этом случае полевые исследования показали острый эффект на медоносных пчел, подвергшихся воздействию вещества через пищеварительную жидкость.

Ученые EFSA выявили ряд пробелов в данных и не смогли завершить оценку рисков для некоторых видов использования, разрешенных в ЕС. EFSA также подчеркнуло необходимость дальнейшего рассмотрения риска для других опылителей. Парламент Великобритании попросил производителя Bayer Cropscience объяснить расхождения в представленных ими доказательствах.

Европейский запрет

В ответ на исследование Европейская комиссия рекомендовала ограничить их использовать по всему Европейскому Союзу. 29 апреля 2013 года 15 из 27 стран-членов ЕС проголосовали за ограничение использования трех неоникотиноидов на два года, начиная с 1 декабря 2013 года. Восемь стран проголосовали против запрета, а четыре воздержались. Закон ограничивает использование имидаклоприда, клотианидина и тиаметоксама для обработки семян, внесения в почву (гранулы) и внекорневой обработки культур, привлекательных для пчел. Временные отстранения ранее применялись во Франции, Германии и Италии. В Швейцарии, где неоникотиноиды никогда не использовались в альпийских областях, неоника была запрещена из-за случайного отравления популяций пчел и относительно низкого запаса прочности для других полезных насекомых.

Экологи назвали этот шаг " значительная победа здравого смысла и наших осажденных популяций пчел ", и сказал, что" совершенно очевидно, что подавляющая научная, политическая и общественная поддержка запрета ". Великобритания, проголосовавшая против законопроекта, не согласна: «Наличие здоровой популяции пчел является для нас главным приоритетом, но мы не поддержали предложение о запрете, потому что наши научные данные не подтверждают его». Компания Bayer Cropscience, которая производит два из трех запрещенных продуктов, отмечает: «Байер по-прежнему убежден, что неоникотиноиды безопасны для пчел при ответственном и правильном использовании… четкие научные данные отошли на второй план в процессе принятия решений». Реакция научного сообщества была неоднозначной. Биохимик Лин Филд сказал, что это решение было основано на «политическом лоббировании» и могло привести к игнорированию других факторов, связанных с расстройством коллапса колонии. Зоолог Линн Дикс из Кембриджского университета с этим не согласилась, заявив: «Это победа принципа предосторожности, который должен лежать в основе экологического законодательства. " Саймон Поттс, профессор биоразнообразия и экосистемных услуг в Университете Рединга, назвал запрет «отличной новостью для опылителей» и сказал: «Масса доказательств, полученных от исследователей, ясно указывает на необходимость поэтапного запрета неоникотиноиды ».

Решение было пересмотрено в 2016 году. В марте 2017 года The Guardian напечатала статью, в которой утверждалось, что они получили информацию, указывающую на то, что Европейская комиссия требует полного запрета и сослались на «высокие риски для пчел». Голосование по запрету ожидалось в 2017 году, но отложено до начала 2018 года для оценки научных результатов.

27 апреля 2018 года государства-члены Европейского Союза согласовали полный запрет на использование неоникотиноидных инсектицидов, за исключением закрытых теплиц.. Запрет, вероятно, будет введен с конца 2018 года. Запрет распространяется на три основных неоникотиноидных активных соединения: клотианидин, имидаклоприд и тиаметоксам. Использование трех соединений было частично ограничено в 2013 году. Голосование по предложенному запрету последовало за февральским отчетом 2018 года от Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов. В отчете говорится, что неоникотиноиды представляют высокий риск как для домашних, так и для диких пчел, ответственных за опыление большинства сельскохозяйственных культур во всем мире. Голосование по этому вопросу ранее неоднократно откладывалось. Запрет получил широкую общественную поддержку, но столкнулся с критикой со стороны производителей пестицидов и определенных групп фермеров.

Экономические последствия

В январе 2013 г. V. (HFFA), некоммерческий аналитический центр, опубликовал отчет о ценности неоникотиноидов в ЕС. На своем веб-сайте HFFA перечисляет в качестве своих партнеров / сторонников: BASF SE, крупнейшую в мире химическую компанию; Bayer CropScience, производитель продуктов для защиты растений и борьбы с несельскохозяйственными вредителями; E.ON, поставщик коммунальных услуг; KWS Seed, производитель семян; и продовольственная компания Nestlé.

Исследование проводилось при поддержке COPA-COGECA, European Seed Association и при финансовой поддержке производителей неоникотиноидов Bayer CropScience и Сингента. В отчете рассматриваются краткосрочные и среднесрочные последствия полного запрета всех неоникотиноидов на сельское хозяйство и общую добавленную стоимость (VA) и занятость, мировые цены, землепользование и парниковые газы (ПГ) выбросы. В первый год сельскохозяйственная и общая VA снизятся на 2,8 и 3,8 млрд евро соответственно. Наибольшие потери понесут пшеница, кукуруза и рапс в Великобритании, Германии, Румынии и Франции. 22 000 рабочих мест будут потеряны, в первую очередь в Румынии и Польше, а доходы от сельского хозяйства снизятся на 4,7%. В среднесрочной перспективе (пятилетний запрет) потери составят 17 миллиардов евро в VA и 27 000 рабочих мест. Наибольшие потери доходов коснутся Великобритании, тогда как большинство потерь рабочих мест произойдет в Румынии. После запрета снижение производства приведет к увеличению импорта сельскохозяйственных товаров в ЕС. Сельскохозяйственное производство за пределами ЕС увеличится на 3,3 миллиона гектаров, что приведет к дополнительным выбросам в размере 600 миллионов тонн эквивалента двуокиси углерода.

. Когда был опубликован отчет, Питер Мелчетт, директор по политике Ассоциации почв, который работает над запретом неоникотиноидов в Великобритании, прокомментировал, что, поскольку отчет финансировался Bayer Crop Sciences и Syngenta, «вряд ли можно сделать вывод о том, что неоникотиноиды следует запретить». Представитель далее заявил: «С одной стороны, химические компании заявляют, что мы рискуем дополнительными расходами для фермеров в размере 630 миллионов фунтов стерлингов. С другой стороны, возможные затраты на потерю насекомых-опылителей оцениваются в три раза дороже (фунтов стерлингов). 1,8 миллиарда *) британским фермерам. "

Канада

В Онтарио почти все семена кукурузы и большинство соевых бобов обрабатываются неоникотиноидами. Летом 2015 года в провинции был принят закон о сокращении присутствия неоникотиноидов. Правила Онтарио были написаны, чтобы снизить процент семян и бобов, покрытых неоникотиноидами, до 20 процентов в течение двух лет.

10 декабря 2015 года Монреаль запретил все неоникотиноиды - без исключения - на всех объектах в пределах города, включая Ботанический сад, все сельскохозяйственные угодья и все поля для гольфа.

Сельскохозяйственные предприятия выступают против запрета Монреаля. CropLife Canada - торговая ассоциация, которая представляет производителей сельскохозяйственных растений и средств борьбы с вредителями. Главный аргумент против запрета Монреаля заключается в том, что, как только фермерам больше не будет разрешено использовать неоникотиноиды, они, вероятно, будут использовать опасные спреи с пестицидами для обработки семян. Оппозиция отрасли сосредоточена вокруг отчета рабочей группы Белого дома по охране здоровья опылителей и отчета Сената Канады. В отчетах говорится, что пчелы сталкиваются с более серьезными угрозами, чем «научно безопасная неоника».

В Британской Колумбии пчелы ответственны за опыление сельскохозяйственных культур на сумму около 470 миллионов долларов (полевые культуры на 250 миллионов долларов и тепличные культуры на 220 миллионов долларов). Правительство провинции создало правительственный надзор над шестью регионами пчеловодства. Пчеловодство в до н.э. охватывает пчеловодов-любителей, пчеловодов, работающих неполный рабочий день, и профессиональных пчеловодов, насчитывающих 47 000 семей и более двух миллиардов пчел. Использование пестицидов в Канаде относится к сфере федеральной юрисдикции, которая покинула Британскую Колумбию. правительство может ждать федеральных действий. В 2016 году Министерство здравоохранения Канады предложило поэтапно отказаться от неонового имидаклопрада в течение следующих трех-пяти лет, что повлияет на все сельское хозяйство Британской Колумбии. Правительство выразило обеспокоенность по поводу воздействия неонических устройств на пчел, водные виды беспозвоночных и птиц.

В июле 2016 года в крупнейшем городе Британской Колумбии, Ванкувере, было запрещено использование неонических устройств в пределах города Ванкувера, где они в основном использовались для уничтожения жуков-жуков, живущих под домашними газонами. Еноты выкапывают лужайки, чтобы прокормиться личинками жука жука, образуя некрасивый двор. Органический заменитель, наносящий на газон микроскопических червей-немотод, стоит на 30 долларов дороже и требует двух недель полива. Городской совет Ванкувера проголосовал за предоставление специальных лицензий домовладельцам Ванкувера, которые выбирают органический вариант, чтобы избежать штрафа в соответствии с общегородскими ограничениями на воду.

Исследование 2017 года, опубликованное в журнале Science, обнаружило неоновые пестициды в 75% меда. образцы со всего мира. Мед Фрейзер-Вэлли в Британской Колумбии был протестирован. Исследование показало, что самый высокий процент неоников содержится в североамериканских образцах - 86% североамериканского меда содержали поддающиеся количественной оценке количества. Средняя концентрация неона в исследовании составила 1,8 нг / г (нанограмм на грамм), что ниже рекомендованных уровней Европейского Союза, но выше количества, которое, как было показано, вызывает неблагоприятные неврологические эффекты у пчел и других опылителей.

Океания

11 октября 2019 года правительство Фиджи объявило о запрете на неоникотиноидный пестицид имидаклоприд с 1 января 2020 года.

Способ действия

Неоникотиноиды, такие как никотин, связывают к никотиновым ацетилхолиновым рецепторам (nAChR) клетки и запускать ответ этой клетки. У млекопитающих никотиновые рецепторы ацетилхолина расположены в клетках как центральной нервной системы, так и периферической нервной системы. У насекомых эти рецепторы ограничены центральной нервной системой. Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы активируются нейротрансмиттером ацетилхолином. В то время как активация этих рецепторов от низкой до умеренной вызывает нервную стимуляцию, высокие уровни чрезмерно стимулируют и блокируют рецепторы, вызывая паралич и смерть. Ацетилхолинэстераза расщепляет ацетилхолин для прекращения сигналов от этих рецепторов. Однако ацетилхолинэстераза не может расщеплять неоникотиноиды, и их связывание необратимо.

Основа селективности

R-никотин Деснитро-имидаклоприд R-никотин (вверху) и деснитро-имидаклоприд протонированы в организме

Млекопитающие и насекомые имеют различный состав субъединиц рецептора и структур рецепторов. Поскольку большинство неоникотиноидов гораздо сильнее связываются с рецепторами нейронов насекомых, чем с рецепторами нейронов млекопитающих, эти инсектициды более токсичны для насекомых, чем млекопитающих.

Низкая токсичность имидаклоприда для млекопитающих объясняется его неспособность пересечь гематоэнцефалический барьер из-за наличия заряженного атома азота при физиологическом pH. Незаряженная молекула может проникать через гематоэнцефалический барьер насекомых.

Другие неоникотиноиды имеют отрицательно заряженную нитро- или цианогруппу, которая взаимодействует с уникальным положительно заряженным остатком аминокислоты, присутствующей на насекомых, но не nAChR млекопитающих.

Однако продукт распада деснитро-имидаклоприд, который образуется в организме млекопитающего во время метаболизма, а также при расщеплении имидаклоприда в окружающей среде, имеет заряженный азот и проявляет высокое сродство к nAChR млекопитающих. Деснитро-имидаклоприд довольно токсичен для мышей.

Химические свойства

Большинство неоникотиноидов растворимы в воде и медленно разрушаются в окружающей среде, поэтому они могут поглощаться растением и обеспечивать защиту от насекомых по мере роста растения. Независимые исследования показывают, что период фотодеградации период полураспада большинства неоникотиноидов составляет около 34 дней при воздействии солнечного света. Однако разложение этих соединений может занять до 1386 дней (3,8 года) при отсутствии солнечного света и активности микроорганизмов. Некоторые исследователи обеспокоены тем, что неоникотиноиды, применяемые в сельском хозяйстве, могут накапливаться в водоносных горизонтах.

Токсичность

Пчелы

Резкое увеличение количества ежегодных потерь ульев, отмеченное примерно в 2006 г., вызвало интерес к факторам, потенциально способным влияет на здоровье пчел. При первом введении считалось, что неоникотиноиды обладают низкой токсичностью для многих насекомых, но недавние исследования показали потенциальную токсичность для медоносных пчел и других полезных насекомых даже при низких уровнях воздействия. Неоникотиноиды могут вызывать множественные сублетальные эффекты у подвергшихся воздействию пчел (подробный обзор см.), Например они влияют на способность пчел летать и добывать корм, узнавать и запоминать навигационные маршруты к источникам пищи и обратно. В лабораторных исследованиях было показано, что неоникотиноиды увеличивают уровень смертности. Помимо летальных и сублетальных эффектов, вызванных исключительно воздействием неоникотиноидов, неоникотиноиды также исследуются в сочетании с другими факторами, такими как клещи и патогены, как потенциальные причины расстройства коллапса колонии. Неоникотиноиды могут быть причиной пагубного воздействия на рост колонии шмелей и воспроизводство маток. Например, Bombus affinis, эндемик шмелей Северной Америки, сократился почти на 90% своих естественных местообитаний, большая часть которых связана с использованием пестицидов на основе неоникотиноидов.

Ранее не выявленные пути заражения пчел включают твердые частицы или пыль, пыльцу и нектар. Пчелы могут не вернуться в улей без немедленной смерти из-за субнанограммовой токсичности, одного из основных симптомов разрушения колонии. Отдельные исследования показали экологическую устойчивость сельскохозяйственных ирригационных каналов и почвы. Когда неоникотиноиды применяют в виде спрея, дрейфующие пчелы могут подвергнуться прямому контакту.

Исследование 2012 года показало присутствие тиаметоксама и клотианидина у пчел, найденных мертвыми в ульях и вокруг них, расположенных вблизи сельскохозяйственных полей. У других пчел в ульях наблюдались тремор, несогласованные движения и судороги - все признаки отравления инсектицидами. Инсектициды также постоянно обнаруживались в низких концентрациях в почве в течение двух лет после посадки обработанных семян, а также на близлежащих цветках одуванчика и в пыльце кукурузы, собранной пчелами. Обработанные инсектицидом семена покрывают липким веществом, чтобы контролировать его выброс в окружающую среду, однако затем их покрывают тальком для облегчения машинного посева. Этот тальк может выделяться в окружающую среду в больших количествах. Израсходованный тальк, содержащий инсектициды, достаточно сконцентрирован, чтобы даже небольшие количества на цветущих растениях могли убить собирателей или попасть в улей с зараженной пыльцой. Тесты также показали, что пыльца кукурузы, которую пчелы приносили в ульи, оказалась положительной на неоникотиноиды на уровне примерно ниже 100 частей на миллиард, количества не очень токсично, но достаточно, чтобы убить пчел, если потребляется достаточное количество.

Обзор 2012 г. (Cresswell et al., 2012) пришел к выводу, что диетические неоникотиноиды не могут быть связаны с сокращением количества медоносных пчел, но эта позиция является временной, поскольку в текущих знаниях остаются важные пробелы.

A 2013 г. обзор пришел к выводу, что неоникотиноиды, как они обычно используются, вредят пчелам и что срочно необходимы более безопасные альтернативы. Проведенное в октябре 2013 года исследование итальянских исследователей продемонстрировало, что неоникотиноиды нарушают иммунную систему пчел, делая их восприимчивыми к вирусным инфекциям, к которым пчелы обычно устойчивы.

В апреле 2015 года EASAC провели исследование потенциального воздействия на организмы, обеспечивающие ряд экосистемных услуг, таких как опыление и естественная борьба с вредителями, которые имеют решающее значение для устойчивого сельского хозяйства. В итоговом отчете делается вывод, что «появляется все больше доказательств того, что широкое профилактическое использование неоникотиноидов оказывает серьезное негативное воздействие на нецелевые организмы, которые обеспечивают экосистемные услуги, включая опыление и естественную борьбу с вредителями». Два исследования, опубликованные в Nature, предоставили дополнительные доказательства пагубного воздействия неониконтиноидов на пчел, хотя для подтверждения результатов необходимы дальнейшие исследования: Семена масличного рапса, покрытые комбинацией клотианидина и пиретроида, уменьшают количество диких пчел густота, одиночное гнездование пчел, рост и воспроизводство колоний шмелей в полевых условиях ». В эксперименте по кормлению пчелы предпочитали растворы сахарозы с имидаклопридом или тиаметоксамом, хотя это «заставляло их есть меньше еды в целом».

Исследование, проведенное в октябре 2015 года, продемонстрировало значительное влияние на выживаемость и репродуктивную способность маток медоносных пчел. подвергается воздействию неоникотиноидов. У тех, кто подвергался воздействию неоникотиноидов, выживаемость составила 60% по сравнению с 80% в контрольных группах. Снижение продуктивности рабочих яиц и изменения репродуктивной анатомии выживших маток «вероятно, соответствовали снижению успеха маток (живых и производящих потомство рабочих)». Авторы далее утверждают, что «наше исследование предполагает, что эти вещества [то есть неоникотиноиды], по крайней мере частично, ответственны за нанесение вреда маткам и сокращение популяции социальных видов пчел. Неспособность маток, подвергшихся воздействию неоникотиноидов во время развития, успешно откладывать оплодотворенные яйца, которые впоследствии превращаться в рабочих или маток вызывает беспокойство; обе касты жизненно важны для выживания колонии... "

Систематический обзор 2015 года (Lundin et al., 2015) научной литературы по неоникотиноидам и пчелам пришел к выводу, что, несмотря на обширные исследования Однако все еще существуют значительные пробелы в знаниях о воздействии неоникотиноидов на пчел.

В обзорной статье (Carreck Ratnieks, 2015) сделан вывод, что, хотя лабораторные исследования продемонстрировали неблагоприятные сублетальные эффекты неоникотиноидных инсектицидов на мед пчелы и шмели, эти же эффекты не наблюдались в полевых исследованиях, что, вероятно, связано с переоценкой трех ключевых факторов дозировки s (концентрация, продолжительность и выбор) во многих лабораторных исследованиях.

В 2017 году исследователи продемонстрировали комбинированное воздействие пищевого стресса и низких доз обычных, широко используемых неоникотиноидных пестицидов (клотианидин, тиаметоксам), обнаруженных в нектаре и пыльца. Их результаты впервые продемонстрировали, что неоникотиноиды и уровни питания могут синергетически взаимодействовать и причинять значительный вред выживанию животных, показывая сложность неоникотиноидных эффектов. Кроме того, комбинированное воздействие снизило потребление корма пчелами и уровень сахара в гемолимфе (крови пчелы).

Глобальное исследование, охватывающее все континенты с пчелами, обнаружило неоникотиноиды в трех четвертях образцов меда.

Другое дикая природа

В марте 2013 года American Bird Conservancy опубликовала комментарий к 200 исследованиям неоникотиноидов, призывающих к запрету на использование неоникотиноидов в качестве обработки семян из-за их токсичности для птиц, водных организмов беспозвоночные и другие дикие животные.

Исследование, проведенное в Нидерландах в 2013 году, показало, что в воде, содержащей допустимые концентрации имидаклоприда, было на 50% меньше видов беспозвоночных по сравнению с незагрязненной водой. Более позднее исследование показало, что анализ смешивался с другими сопутствующими инсектицидами и не показал, что имидаклоприд напрямую влияет на разнообразие беспозвоночных.

В июльском выпуске журнала Nature за 2014 г., исследование, основанное на наблюдаемая корреляция между сокращением популяции некоторых птиц и использованием неоникотиноидных пестицидов в Нидерландах продемонстрировала, что уровень неоникотиноидов, обнаруженный в образцах окружающей среды, сильно коррелирует со снижением популяций птиц, питающихся насекомыми. В редакционной статье, опубликованной в том же издании, была обнаружена возможная связь между использованием неоникотиноидных пестицидов и сокращением численности птиц, что вызывает «беспокойство», утверждая, что стойкость соединений (период полураспада 1000 дней) и низкая прямая токсичность для птиц сами по себе означают, что истощение источника пищи для птиц (насекомых), вероятно, является причиной сокращения, и что соединения широко распространены в окружающей среде. Редакторы пишут, что, хотя корреляция - это не то же самое, что причинно-следственная связь, «авторы исследования также исключают смешанные эффекты от других изменений в землепользовании или ранее существовавших тенденций снижения численности птиц».

С июня по октябрь В 2014 году в журнале Environmental Science and Pollution Research была опубликована всеобъемлющая всемирная комплексная оценка воздействия системных пестицидов на биоразнообразие и экосистемы (WIA). В серии статей делается вывод о том, что эти системные инсектициды представляют серьезный риск причинения вреда широкому кругу нецелевых таксонов беспозвоночных, часто ниже ожидаемых концентраций в окружающей среде, что их нынешнее использование не является устойчивым подходом к борьбе с вредителями и ставит под угрозу действия многочисленных заинтересованных сторон по сохранению и поддержке биоразнообразия, и этот компромисс впоследствии отрицательно сказывается на экологических функциях и услугах, которые выполняют различные организмы.

Очевидно, деградация неоникотиноидов является важной проблемой, которая решалась экспериментальным путем и теоретические исследования.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

  • СМИ, связанные с неоникотиноидами в Wikimedia Commons
Последняя правка сделана 2021-05-31 14:33:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте