Μελέτη της διασποράς της κτηνιατρικής φαρμακευτικής ουσίας επρινομεκτίνης (Epinomectin B1a) στο περιβάλλον

Abstract

There are limited data for the dispersion and analytical determination of eprinomectin (EPM) in the environment. The aims of the current study were: 1) analytical method development and validation for EPM in soil, bovine feces and water and 2) study the EPM environmental dispersion and fate. For the analytical methods development the techniques of HPLC with fluorescent detection were applied. The results of the validation showed that the analytical methods are sufficient for the detection and quantification of EPM in soils, feces and water; recovery was >85% and the limits of detection - quantification were in the ppb level. The adsorption - desorption distribution coefficients Kdads and Kddes determined after the application of the protocol OECD 106 in three soils ranged 7.7 - 26.9 L/kg και 31 - 129.1 L/kg, respectively. The protocol OECD 312 was used for the EPM transport in soil. EPM was not detected in drainage water collected in the experiments after applying extreme amount of irrigation water (=645.7 mm) in 30 days. An amount 13.8 - 18% (11,2-16,9 μg/kg d.w.) of the 10 μg initially applied EPM in the column surface was recovered in the 0-1 cm soil depth. Another 53.3 - 73% (12.9 – 18.2 μg/kg d.w.) was recovered in the 1-5 cm soil depth. The results of the experiments with the OECD 307 protocol showed that EPM is resistant to dissipation in soil under anaerobic conditions (DT50>600 days) as well as under aerobic conditions (DT50>50 days). Dissipation in three soils under aerobic conditions was well described using simple first order kinetics (SFO), after fitting our data to this model. The biphasic Hokey-Stick model (HS) efficiently described EPM dissipation in the same soils under anaerobic conditions. The drug also resist dissipation in cattle manure (DT50 1 year) after following the recently developed EMEA guideline. The biphasic Gustafson-Holden efficiently described the fitted dissipation experimental data. The predicted environmental concentration (PEC) according to the relative EMEA guidelines were found 1.4 - 2.91 μg/kg soil d.w., ranging after bovine age and husbandry practices, while PEC in surface and ground water was 3 - 520 ng/L (ppt). Assuming that Good Agriculture Practices (GAPs) are applied, the risk quotient (RQ) coming from these values shows that the risk for the Daphnia in pasture wetlands is unacceptable. The lack of certain ecotoxicological data e.g. phytoplankton, soil and sediment invertebrates, plants, bioconcentration in fish and birds, makes the environmental assessment for EPM inefficient.

Ελάχιστα δεδομένα υπάρχουν για την τύχη της επρινομεκτίνης (ΕΠΜ) στο περιβάλλον. Οι στόχοι της έρευνας ήταν η ανάπτυξη αναλυτικής μεθόδου για τον ποσοτικό προσδιορισμό της ΕΠΜ στο έδαφος, στην κοπριά των βοοειδών και στο νερό και η μελέτη της διασποράς της ΕΠΜ στο περιβάλλον. Για τον αναλυτικό προσδιορισμό της ΕΠΜ χρησιμοποιήθηκε η υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης με ανιχνευτή φθορισμού. Τα όρια ανίχνευσης της ΕΠΜ στο έδαφος, στην κοπριά και στο νερό ήταν της τάξης των ppb και η ανάκτηση >85% στα υλικά αυτά. Για τη μελέτη της διασποράς της ΕΠΜ στο περιβάλλον χρησιμοποιήθηκαν οι οδηγίες της ΕΜΕΑ. Οι συντελεστές κατανομής της ΕΠΜ Kdads και Kddes που προέκυψαν από την εφαρμογή του πρωτοκόλλου OECD 106 για τρεις τύπους εδαφών παρουσίασαν εύρος τιμών 7,7 - 26,9 L/kg και 31 - 129,1 L/kg, αντίστοιχα. Το πρωτόκολλο OECD 312 εφαρμόστηκε για τη μελέτη της μετακίνησης της ΕΠΜ σε εδαφικές στήλες. H ΕΠΜ δεν εντοπίστηκε στο έκπλυμα, μετά από εφαρμογή ακραίας ποσότητας άρδευσης. Ποσοστό 13,8 - 18 % (11,2-16,9 μg/kg ξ.β.) των 10 μg της ΕΠΜ, τα οποία προστέθηκαν στην αρχή του πειράματος, παρέμειναν στην εδαφική στρώση 0–1 cm, ενώ 53,3 - 73% της ΕΠΜ (12,9 - 18,2 μg/kg ξ.β.) συγκεντρώθηκε στη στρώση 1–5 cm και στα τρία εδάφη που χρησιμοποιήθηκαν στον πειραματισμό. Όπως προέκυψε από τα αποτελέσματα του πειραματισμού με το πρωτόκολλο OECD 307, η ΕΠΜ είναι εξαιρετικά ανθεκτική στη διάσπαση όταν οι συνθήκες στο έδαφος είναι αναερόβιες (DT50>600 ημέρες). Επίσης, είναι ανθεκτική στη διάσπαση υπό αερόβιες συνθήκες (DT50>50 ημέρες, 21 οC). Η μείωση της συγκέντρωσης της ΕΠΜ υπό αερόβιες συνθήκες στα τρία εδάφη που χρησιμοποιήθηκαν περιγράφεται ικανοποιητικά από το μοντέλο της κινητικής πρώτης τάξης (SFO), μετά από προσαρμογή των δεδομένων μας σε αυτό, ενώ αντίθετα το μοντέλο Hokey-stick (HS) περιγράφει ικανοποιητικά τη μείωση της συγκέντρωσης στα ίδια εδάφη, υπό αναερόβιες συνθήκες. Η ΕΠΜ είναι επίσης εξαιρετικά ανθεκτική στη διάσπαση στην κοπριά (DT50 1 έτος), υπό αναερόβιες συνθήκες, που περιγράφεται ικανοποιητικά από το μοντέλο Gustafson-Holden (FOMC), μετά από την προσαρμογή των αποτελεσμάτων μας σε αυτό. Οι προβλεπόμενες, με βάση τις οδηγίες της ΕΜΕΑ, συγκεντρώσεις της ΕΠΜ κυμαίνονται από 1,4 έως 2,91 μg EΠM/kg ξηρού εδάφους, ανάλογα με την ηλικία των βοοειδών, την παραγωγική τους κατεύθυνση και τη μέθοδο εκτροφής. Οι αντίστοιχες συγκεντρώσεις στα επιφανειακά και τα υπόγεια νερά κυμαίνονται από 3 - 520 ng ΕΠΜ/L (ppt). Σύμφωνα με τις τιμές αυτές προκύπτει ανεπίτρεπτος κίνδυνος για τα είδη Daphnia στην περίπτωση όπου τα ζώα εκτρέφονται εκτατικά. Παρόλα αυτά, είναι δύσκολο να εξαχθούν συμπεράσματα ως προς περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ΕΠΜ λόγω της έλλειψης δεδομένων για την οικοτοξικότητά της. Με βάση τα αποτελέσματα αυτά ο κίνδυνος για το περιβάλλον, από τη χρήση της ΕΠΜ ως παρασιτοκτόνου στα βοοειδή, είναι αρκετά σοβαρός.