Assessment of the Effects of the Neonicotinoids Thiacloprid and Acetamiprid on Soil Fauna

Abstract

Actualmente, os inseticidas neonicotinóides são considerados como o grupo mais importante de inseticidas no mundo. Têm sido comercializados em mais de 120 países para o controlo de pragas agrícolas, devido ao seu amplo espectro de actividade e versatilidade na sua aplicação. De uma forma geral, os neonicotinóides são agonistas selectivos dos receptores nicotínicos de acetilcolina dos insetos (nAChRs). Tiaclopride e acetamipride são neonicotinóides que pertencem ao mesmo grupo químico (cyanoamidines), são altamente solúveis em água e nãopersistentes no meio ambiente. Estes compostos são normalmente aplicados em pomares ou plantas ornamentais através de pulverização foliar dos respectivos produtos formulados (por exemplo Calypso® e Epik®). Apesar de os organismos não-alvo do solo serem muito susceptíveis à exposição durante estas aplicações, há escassez de informação na literatura científica sobre a toxicidade do acetamipride e tiaclopride, especialmente para invertebrados não-alvo do solo. Este estudo tenta preencher esta lacuna através da avaliação da toxicidade de tiaclopride e acetamiprida em quatro invertebrados do solo: Folsomia candida, Eisenia andrei, Enchytraeus crypticus e Hypoaspis aculeifer, utilizando solo artificial. De uma forma geral, os resultados obtidos indicam que a sensibilidade relativa dos organismos de teste para tiaclopride e acetamiprida, usando tanto a reprodução e sobrevivência como parâmetros, é similar e pode ser expressa como: F. candida > E. andrei > E. crypticus > H. aculeifer, com F. candida como organismo de teste mais sensível. Extrapolando os resultados dos testes laboratoriais válidos com todos os invertebrados (excepto E. andrei) para as condições de campo, as condições ambientais previstas (PECs) e as condições ambientais previstas que não demonstram efeitos (PNECtiaclopride = 0,024 mg kg-1; PNECacetamiprida = 0,004 mg kg-1) foram derivadas para tiaclopride e acetamiprida. Os rácios de exposição de toxicidade calculados (ETRs; PEC/EC10) e os quocientes de risco (PEC/PNEC) demonstraram que o risco de tiaclopride para os invertebrados de teste em particular, e para o compartimento do solo, em geral, é insignificante. Embora o risco de acetamiprida às populações de campo dos invertebrados teste tenha sido caracterizado como baixo, o quociente de risco calculado (PEC/PNEC) foi maior que 1, que é o valor de risco predefinido pela Comissão Europeia. Portanto, pode concluir-se que o efeito do neonicotinóide acetamiprida no compartimento do solo apresenta um risco significativo e indesejável.

Presently, neonicotinoid insecticides are the most prominent group of insecticides in the world. They have been commercialized in over 120 countries for the control of agricultural pests due to their broad spectrum activity and versatility in application. Generally, all neonicotinoids are selective agonists of insect nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs). Thiacloprid and acetamiprid belong to the same chemical group (cyanoamidines), and like other neonicotinoids, they are highly soluble in water and non-persistent in the environment. Acetamiprid and thiacloprid are usually applied to orchard or ornamental crops through foliar spraying of respective formulated products (e.g. Calypso® and Epik®). Though non target soil organisms are very likely to be exposed during these applications, there is paucity of information in scientific literature regarding the toxicity of acetamiprid and thiacloprid especially to non-target soil invertebrates. This study attempts to fill this gap by evaluating the toxicity of thiacloprid and acetamiprid in artificial OECD soil to four soil invertebrates namely: Folsomia candida, Eisenia andrei, Enchytraeus crypticus and Hypoaspis aculeifer. Results obtained indicate that generally, relative sensitivity of the test organisms to thiacloprid and acetamiprid using both reproduction and survival endpoint parameters are the same and can be expressed as: F. candida > E. andrei > E. crypticus > H. aculeifer with F. candida as the most sensitive test organism. To extrapolate from valid laboratory test results for all invertebrates (except E. andrei) to field conditions, predicted environmental concentrations (PECs ) and predicted no-effect concentrations (PNECthiacloprid = 0.024 mg kg-1; PNECacetamiprid = 0.004 mg kg-1) were derived for thiacloprid and acetamiprid. Calculated exposure-toxicity ratios (ETRs; PEC/EC10) and hazard quotients (PEC/PNEC) showed that the risk of thiacloprid to the test invertebrates in particular and to the soil compartment in general is negligible. Although the risk of acetamiprid to field populations of the test invertebrates was characterized as low, calculated risk quotient (PEC/PNEC) was greater than 1, the trigger value preset by the European Commission. Therefore, it can be concluded that the risk of acetamiprid to the soil compartment is significant and undesirable.