Имидаклоприд — системный инсектицид, принадлежащий к классу химических веществ, называемых неоникотиноидами , которые действуют на центральную нервную систему насекомых. Химическое вещество работает, вмешиваясь в передачу стимулов в нервной системе насекомых. В частности, оно вызывает блокировку никотинергического нейронного пути. Блокируя никотиновые ацетилхолиновые рецепторы , имидаклоприд предотвращает передачу импульсов ацетилхолином между нервами, что приводит к параличу насекомого и его возможной смерти. Он эффективен при контакте и через желудок. [1] Поскольку имидаклоприд гораздо сильнее связывается с рецепторами нейронов насекомых , чем с рецепторами нейронов млекопитающих, этот инсектицид более токсичен для насекомых, чем для млекопитающих. [3]
С 1999 [4] по крайней мере до 2018 года [обновлять][ 5] [6] имидаклоприд был наиболее широко используемым инсектицидом в мире. Хотя сейчас он не запатентован, основным производителем этого химиката является Bayer CropScience (часть Bayer AG ). Он продается под многими названиями для многих целей; его можно применять путем инъекции в почву, инъекции в дерево , нанесения на кожу растения, разбрасывания по листве или нанесения на землю в виде гранул или жидкой формулы или в качестве обработки семян , покрытой пестицидом . [7] [3] [8] Имидаклоприд широко используется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. Другие области применения включают нанесение на фундамент для предотвращения повреждения термитами, борьбу с вредителями в садах и газонах, обработку домашних животных для борьбы с блохами, [3] защиту деревьев от сверлящих насекомых, [9] и для консервирующей обработки некоторых видов пиломатериалов. [10]
Обзор Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA) за 2018 год пришел к выводу, что большинство видов использования неоникотиноидных пестицидов, таких как имидаклоприд, представляют риск для диких пчел и медоносных пчел. [11] [12] В 2022 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) пришло к выводу, что имидаклоприд, вероятно, окажет неблагоприятное воздействие на 79 процентов федерально перечисленных исчезающих или находящихся под угрозой исчезновения видов и 83 процента критических мест обитания. [13] Пестицид был запрещен для любого использования на открытом воздухе во всем Европейском союзе с 2018 года, но имеет частичное одобрение в США и других частях мира, где он широко используется. [14] [15]
Имидаклоприд — наиболее широко используемый инсектицид в мире. [4] [5] [6] Его основные области применения включают:
При использовании на растениях имидаклоприд, который действует системно, медленно поглощается корнями растений и медленно перемещается вверх по растению через ксилему .
Предполагаемое годовое использование этого соединения в сельском хозяйстве США картировано Геологической службой США и показывает тенденцию к росту с момента его введения в 1994 году по 2014 год, когда оно достигло 2 000 000 фунтов (910 000 кг). [18] Однако использование с 2015 по 2019 год сократилось из-за опасений по поводу воздействия неоникотиноидных химикатов на насекомых-опылителей. [19] В мае 2019 года Агентство по охране окружающей среды отменило одобрение ряда продуктов, содержащих имидаклоприд, в рамках юридического урегулирования, хотя некоторые составы по-прежнему доступны. [20] [21]
При использовании на деревьях может потребоваться 30–60 дней, чтобы достичь верхушки (в зависимости от размера и высоты) и попасть в листья в достаточно больших количествах, чтобы быть эффективным. Имидаклоприд можно найти в стволе, ветвях, веточках, листьях, листочках и семенах. Многие деревья опыляются ветром. Но другие, такие как фруктовые деревья, липа, катальпа и деревья акации опыляются пчелами и ветром, и имидаклоприд, вероятно, будет обнаружен в цветах в небольших количествах. Для борьбы со сверлящими насекомыми необходимо использовать более высокие дозы, чем для других типов. [9]
21 января 1986 года был подан патент на имидаклоприд, который был выдан 3 мая 1988 года в Соединенных Штатах (патент США № 4,742,060) компанией Nihon Tokushu Noyaku Seizo KK из Токио, Япония. [22]
25 марта 1992 года компания Miles, Inc. (позже Bayer CropScience) подала заявку на регистрацию имидаклоприда для газонной травы и декоративных растений в Соединенных Штатах. 10 марта 1994 года Агентство по охране окружающей среды США одобрило регистрацию имидаклоприда. [23]
26 января 2005 года Федеральный реестр отметил установление «(Пестицидных допусков для) чрезвычайных исключений» для имидаклоприда. Его использование было разрешено Гавайям (для) использования (этого) пестицида на бананах(,) и штатам Миннесота, Небраска и Северная Дакота для использования (этого) пестицида на подсолнечнике(ах) . [24]
Имидаклоприд — системный инсектицид, относящийся к классу хлорникотиниловых неоникотиноидных инсектицидов. Он действует, вмешиваясь в передачу нервных импульсов у насекомых, необратимо связываясь со специфическими никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами насекомых . [25]
Как системный пестицид, имидаклоприд легко перемещается или перемещается в ксилеме растений из почвы в листья, плоды, пыльцу и нектар растения. Имидаклоприд также демонстрирует превосходное трансламинарное перемещение в растениях и может проникать в кутикулу листа и легко перемещаться в ткань листа. [26]
Так как имидаклоприд эффективен при очень низких уровнях (нанограмм и пикограмм), его можно применять в более низких концентрациях (например, 0,05–0,125 фунта/акр или 55–140 г/га), чем другие инсектициды. Доступность имидаклоприда и его благоприятный пакет токсичности по сравнению с другими инсектицидами на рынке в 1990-х годах позволили EPA заменить более токсичные инсектициды, включая ингибиторы ацетилхолинэстеразы, фосфорорганические соединения и метилкарбаматы. [27] [28]
Основными путями рассеивания имидаклоприда в окружающей среде являются водный фотолиз (период полураспада = 1–4 часа) и поглощение растениями. Основные фотометаболиты включают имидаклоприд деснитро, имидаклоприд олефин, имидаклоприд мочевина и пять второстепенных метаболитов. Конечным продуктом фотодеградации является 6-хлорникотиновая кислота (6-CNA) и в конечном итоге диоксид углерода. Поскольку имидаклоприд имеет низкое давление паров , он обычно не улетучивается легко. [25]
Хотя имидаклоприд быстро распадается в воде в присутствии света, он остается стойким в воде в отсутствие света. Его растворимость в воде составляет 0,61 г/л, что относительно высоко. [29] В темноте при pH от 5 до 7 он распадается очень медленно, а при pH 9 период полураспада составляет около 1 года. В почве в аэробных условиях имидаклоприд является стойким с периодом полураспада порядка 1–3 лет. На поверхности почвы период полураспада составляет 39 дней. [30] Основные метаболиты почвы включают имидаклоприд нитрозимин, имидаклоприд деснитро и имидаклоприд мочевину, которые в конечном итоге распадаются на 6-хлорникотиновую кислоту, CO 2 и связанные остатки. [16] [25] Недавно было показано, что 6-хлорникотиновая кислота минерализуется через путь никотиновой кислоты (витамина B3 ) в почвенной бактерии. [31]
В почве имидаклоприд прочно связывается с органическими веществами. При отсутствии воздействия света имидаклоприд медленно распадается в воде и, таким образом, может сохраняться в грунтовых водах в течение длительного времени. Однако при обследовании грунтовых вод в районах Соединенных Штатов, которые были обработаны имидаклопридом от изумрудной ясеневой златки , имидаклоприд обычно не обнаруживался. При обнаружении он присутствовал в очень низких концентрациях, в основном в концентрациях менее 1 части на миллиард (ppb) с максимальным значением 7 ppb, что ниже уровней, вызывающих беспокойство для здоровья человека. Обнаружения обычно происходили в районах с пористыми каменистыми или песчаными почвами с небольшим содержанием органических веществ, где высок риск выщелачивания — и/или где уровень грунтовых вод был близок к поверхности. [32]
Учитывая его высокую растворимость в воде (0,5–0,6 г/л) и стойкость, Агентство по охране окружающей среды США и Агентство по регулированию борьбы с вредителями в Канаде считают, что имидаклоприд имеет высокий потенциал попадания в поверхностные воды и выщелачивания в грунтовые воды, и поэтому предупреждают о недопустимости его применения в районах с проницаемыми почвами, особенно там, где уровень грунтовых вод неглубокий. [16] [25]
Согласно стандартам, установленным министерством охраны окружающей среды Канады, при правильном использовании (в рекомендуемых нормах, без орошения и когда не прогнозируются сильные дожди) имидаклоприд обычно не выщелачивается в более глубокие слои почвы, несмотря на его высокую растворимость в воде (Rouchaud et al. 1994; Tomlin 2000; Krohn and Hellpointner 2002). [25] В серии полевых испытаний, проведенных Rouchaud et al. (1994, 1996), в которых имидаклоприд применялся к участкам сахарной свеклы, было последовательно продемонстрировано, что не произошло обнаруживаемого выщелачивания имидаклоприда в слой почвы толщиной 10–20 см. Имидаклоприд применялся на кукурузном поле в Миннесоте, и никаких остатков имидаклоприда не было обнаружено в сегментах столбцов образцов ниже сегмента глубины 0–15,2 см (Rice et al. 1991, как рассмотрено в Mulye 1995). [16] [25]
Однако исследование мониторинга воды, проведенное в 2012 году штатом Калифорния путем сбора сельскохозяйственных стоков в период вегетации 2010 и 2011 годов, обнаружило имидаклоприд в 89% образцов, с уровнями от 0,1 до 3,2 мкг/л. 19% образцов превысили пороговое значение EPA для хронической токсичности для водных беспозвоночных в 1,05 мкг/л. Авторы также отмечают, что канадские и европейские нормативы намного ниже (0,23 мкг/л и 0,067 мкг/л соответственно) и были превышены в 73% и 88% образцов соответственно. Авторы пришли к выводу, что «имидаклоприд обычно перемещается за пределы участка и загрязняет поверхностные воды в концентрациях, которые могут нанести вред водным беспозвоночным». [33]
Эффекты имидаклоприда на здоровье человека зависят от дозы, продолжительности и частоты воздействия. Эффекты также могут зависеть от здоровья человека и факторов окружающей среды. Люди, которые могут перорально проглотить острые дозы, могут испытывать рвоту , потоотделение , сонливость и дезориентацию . Это должно быть сделано намеренно, поскольку для возникновения токсической реакции необходимо проглотить большое количество вещества. [3]
На основании лабораторных исследований на крысах, Всемирной организацией здравоохранения и Агентством по охране окружающей среды США имидаклоприд оценивается как «умеренно токсичный» при остром пероральном воздействии на млекопитающих и как малотоксичный при дермальном воздействии (класс II или III, требующий маркировки «Предупреждение» или «Осторожно»). Он оценивается как «маловероятный» канцероген и как слабо мутагенный Агентством по охране окружающей среды США (группа E). Он не указан по репродуктивной или развивающейся токсичности, но указан в Порядке скрининга уровня 1 Агентства по охране окружающей среды для химических веществ, подлежащих тестированию в рамках Программы скрининга эндокринных разрушителей (EDSP). [23] [34] Допустимые концентрации остатков имидаклоприда в пищевых продуктах варьируются от 0,02 мг/кг в яйцах до 3,0 мг/кг в хмеле . [1]
Имидаклоприд и его метаболит нитрозоимин (WAK 3839) хорошо изучены на крысах, мышах и собаках.
У собак LD 50 составляет 450 мг/кг веса тела (т. е. в любой выборке собак среднего размера весом 13 килограммов (29 фунтов) половина из них погибнет после употребления 5850 мг имидаклоприда, или около 1 ⁄ 5 унции). Острая ингаляционная LD 50 у крыс не была достигнута при максимально достижимых концентрациях, 69 миллиграммов на кубический метр воздуха в виде аэрозоля и 5323 мг а.и./м 3 воздуха в виде пыли.
У млекопитающих первичными эффектами после острого перорального воздействия имидаклоприда в высоких дозах являются смертность, преходящие холинергические эффекты (головокружение, апатия, локомоторные эффекты, затрудненное дыхание) и преходящая задержка роста. Воздействие высоких доз может быть связано с дегенеративными изменениями в яичках, тимусе, костном мозге и поджелудочной железе. При более высоких дозах также наблюдались сердечно-сосудистые и гематологические эффекты.
Первичные эффекты длительного воздействия имидаклоприда в низких дозах проявляются в печени, щитовидной железе и массе тела (снижение). Пероральное воздействие в низких и средних дозах было связано с репродуктивной токсичностью, задержкой развития и нейроповеденческими дефицитами у крыс и кроликов. Имидаклоприд не является ни канцерогенным для лабораторных животных, ни мутагенным в стандартных лабораторных анализах. [35]
Не вызывает раздражения глаз и кожи у кроликов и морских свинок . [1]
Имидаклоприд остро токсичен для медоносных пчел: его LD 50 составляет от 5 до 70 нанограммов на пчелу. [36] Колонии медоносных пчел различаются по своей способности метаболизировать токсины, что объясняет этот широкий диапазон. Имидаклоприд более токсичен для пчел, чем органофосфат диметоат (пероральная LD 50 152 нг/пчела) или пиретроид циперметрин (пероральная LD 50 160 нг/пчела). [36] Токсичность имидаклоприда для пчел отличается от большинства инсектицидов тем, что он более токсичен перорально, чем при контакте. Контактная острая LD 50 составляет 0,024 мкг активного ингредиента на пчелу. [37]
В лабораторных исследованиях было показано, что сублетальные уровни имидаклоприда ухудшают навигацию, поведение при поиске пищи, пищевое поведение и способность к обонятельному обучению у медоносных пчел ( Apis mellifera ). [36] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] Однако в целом, несмотря на то, что многие лабораторные исследования показали потенциальную токсичность неоникотиноидов, большинство полевых исследований обнаружили лишь ограниченное или отсутствующее воздействие на медоносных пчел. [45]
У шмелей воздействие имидаклоприда в концентрации 10 ppb снижает естественное поведение при поиске пищи, увеличивает смертность рабочих и приводит к снижению развития расплода. [46] [47] Вероятный механизм заключается в том, что мевалонатный путь существенно подавляется хроническим воздействием имидаклоприда, что может помочь объяснить нарушение когнитивных функций под действием имидаклоприда. [48]
Имидаклоприд считается крайне токсичным для птиц и вызывает репродуктивную токсичность у птиц. [25]
У перепелов виргинской породы ( Colinus virginianus ) имидаклоприд оказался умеренно токсичным с 14-дневной LD 50 152 мг а.и./кг. Он был слегка токсичным в 5-дневном диетическом исследовании с острой пероральной LC 50 1420 мг а.и./кг рациона, NOAEC < 69 мг а.и./кг рациона и LOAEC = 69 мг а.и./кг рациона. У подвергшихся воздействию птиц наблюдались атаксия, опускание крыльев, опистотонус, неподвижность, гиперактивность, заполненные жидкостью зобы и кишечник, а также обесцвеченная печень. В исследовании репродуктивной токсичности у перепелов виргинской породы NOAEC = 120 мг а.и./кг рациона и LOAEC = 240 мг а.и./кг рациона. Истончение яичной скорлупы и снижение веса взрослых особей наблюдались при 240 мг а.и./кг рациона. [23] [25]
Имидаклоприд высокотоксичен для четырех видов птиц: японского перепела, домового воробья, канарейки и голубя. Острая пероральная LD 50 для японского перепела ( Coturnix coturnix ) составляет 31 мг а.и./кг массы тела при NOAEL = 3,1 мг а.и./кг. Острая пероральная LD 50 для домового воробья ( Passer domesticus ) составляет 41 мг а.и./кг массы тела при NOAEL = 3 мг а.и./кг и NOAEL = 6 мг а.и./кг. LD 50 для голубя ( Columba livia ) и канарейки ( Serinus canaria ) составляют 25–50 мг а.и./кг. Утки- кряквы более устойчивы к воздействию имидаклоприда при 5-дневной диетической LC 50 > 4797 ppm. NOAEC для массы тела и потребления корма составляет 69 мг а.и./кг рациона. Репродуктивные исследования на утках-кряквах показали истончение яичной скорлупы при 240 мг а.и./кг рациона. [23] [25]
По данным Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов, имидаклоприд представляет потенциальный высокий острый риск как для травоядных , так и для насекомоядных птиц. [28] Хронический риск не был точно установлен. [25]
Наблюдательное исследование, проведенное в 2014 году в Нидерландах, выявило корреляцию между сокращением численности некоторых популяций птиц и остатками имидаклоприда в окружающей среде, хотя и не пришло к выводу о том, что эта связь является причинно-следственной. [49]
Имидаклоприд высокотоксичен для водных беспозвоночных при остром воздействии , значения EC 50 = 0,037 - 0,115 ppm. Он также высокотоксичен для водных беспозвоночных при хроническом воздействии (влияет на рост и движение): NOAEC / LOAEC = 1,8/3,6 ppm у дафний ; NOAEC = 0,001 у комаров Chironomus и NOAEC/LOAEC = 0,00006/0,0013 ppm у креветок-мизид .
Его токсичность для рыб относительно низкая; [1] однако EPA запросило обзор вторичных эффектов на рыбу с пищевыми цепями , которые включают чувствительных водных беспозвоночных. [16] Исследования, опубликованные в 2018 году, продемонстрировали накопление имидаклоприда в крови радужной форели, что противоречит заявлениям Bayer о том, что стойкость (биоаккумуляция) не происходит с имидаклопридом. [50] [51]
Было показано, что имидаклоприд отключает некоторые гены, которые некоторые сорта риса используют для производства защитных химикатов. Хотя имидаклоприд используется для борьбы с коричневой цикадкой и другими вредителями риса, есть доказательства того, что имидаклоприд на самом деле увеличивает восприимчивость рисового растения к заражению цикадками и их атакам. [52] Было показано, что имидаклоприд увеличивает скорость фотосинтеза в горном хлопке при температуре выше 36 градусов по Цельсию (97 градусов по Фаренгейту). [53]
В середине-конце 1990-х годов французские пчеловоды сообщили о значительной потере пчел, которую они приписали использованию имидаклоприда. [ необходима цитата ] В 1999 году министр сельского хозяйства Франции приостановил использование имидаклоприда на семенах подсолнечника и назначил группу экспертов-ученых для изучения воздействия имидаклоприда на пчел. В 2003 году эта группа опубликовала отчет, в котором пришел к выводу, что имидаклоприд представляет значительный риск для пчел. [54] В 2004 году министр сельского хозяйства Франции приостановил использование имидаклоприда в качестве обработки семян подсолнечника и кукурузы (кукурузы). Определенные обработки семян имидаклоприда были также временно запрещены в Италии после предварительных мониторинговых исследований, которые выявили корреляции между потерями пчел и использованием неоникотиноидных пестицидов. [55]
В январе 2013 года в отчете Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA) был сделан вывод о том, что неоникотиноиды представляют неприемлемо высокий риск для пчел: «Высокий острый риск для медоносных пчел был выявлен в результате воздействия через пылевой перенос при обработке семян кукурузы, рапса и зерновых культур. Высокий острый риск был также выявлен в результате воздействия через остатки в нектаре и/или пыльце». [28] EFSA также выявило ряд пробелов в научных доказательствах и не смогло завершить оценку риска для некоторых видов использования, разрешенных в Европейском союзе (ЕС). После отчета государства-члены ЕС проголосовали за ограничение использования трех основных неоникотиноидов, включая имидаклоприд, для обработки семян, внесения в почву (гранулы) и обработки листьев в культурах, привлекательных для пчел. [56]
В феврале 2018 года Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов опубликовало еще один отчет, в котором сделан вывод о том, что неоникотиноиды представляют серьезную опасность для пчел . [28] В апреле 2018 года государства-члены ЕС приняли решение запретить неоникотиноиды для любого использования на открытом воздухе. [57]
1 июля 2022 года Содружество Массачусетса в Соединенных Штатах запретило коммерческую продажу имидаклоприда и других неоникотиноидов — ацетамиприда , клотианидина , динотефурана , тиаклоприда и тиаметоксама — широкой публике для любого наружного применения. [58] Лицензированные дилеры смогут продавать только лицам, имеющим лицензию и сертификат на пестициды. Штаты Мэриленд, Коннектикут и Вермонт также ограничивают использование неоникотиноидных пестицидов. [59]
Имидаклоприд продается под несколькими торговыми марками, включая Confidor (Bayer CropScience India), [60] Marathon (OHP, США). [61] [62]
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )