Emballering af insekticider i små kapsler kan gøre dem mere giftige

Indkapsling af insekticider i mikroskopiske plastkapsler - en almindelig formulering for mange skadedyrsspray på markedet - kan føre til utilsigtede konsekvenser, ifølge en ny undersøgelse fra Oregon State University.

Miljøtoksikolog Stacey Harper og hendes team fandt ud af, at et almindeligt insekticid i sin "kapselsuspension"-formulering - med molekyler af den aktive ingrediens indkapslet i bittesmå, inerte plastik pellets – var mere giftig end den samme mængde aktiv ingrediens leveret direkte op i vand.

Deres undersøgelse er offentliggjort i tidsskriftet Nanomaterialer .

Harper, en lektor ved College of Agricultural Sciences og College of Engineering, og hendes ph.d.-studerende Matthew Slattery studerede et kommercielt pyrethroid-type insekticid med en indkapslet aktiv ingrediens, gamma-cyhalothrin. Insekticidet bruges primært i hjemmet og haven til myrer, sengelus, flåter og andre insekter.

Kapslerne, der omslutter produktets aktive ingrediens spænder fra mikronstørrelse (et menneskehår er 40-75 mikron tykt), til nanometerstørrelse, tusind gange mindre.

"Vi ønsker, at aktive ingredienser skal være relativt immobile, så de bliver, hvor de anvendes, " sagde Slattery. "Denne særlige aktive ingrediens er designet til at være hydrofob, så det ikke bliver båret væk med vand. Men hvis du indkapsler det, dens hydrofobe natur er maskeret. Skallen bliver en bærer. "

Forskerne centrifugerede hyldevaren i en centrifuge og sorterede dets kapsler i to størrelsesklasser. Der var en bred vifte af størrelser; de fleste kapsler var i nærheden af ​​mikronstørrelse, men nogle var nanometerstore.

De udsatte en art af vandlopper (Ceriodaphnia dubia) for fem doser af pesticidets aktive ingrediens. En gruppe fik det i mikronstørrelse kapsler, og en anden gruppe fik samme dosis i nanometer-størrelse kapsler. Som kontrol, en tredje gruppe fik den samme dosis af aktivt stof, men det var ikke indkapslet.

Holdet fandt, at toksiciteten for vandlopperne var øget i de nanometerstore kapsler. Krebsdyrene var immobiliserede, førte til deres død. Arten lever i ferskvandssøer, damme og moser og, på grund af dets følsomhed over for forurenende stoffer, bruges til toksicitetstest af vandveje.

"Disse vandlopper er filterfødere; de ​​svømmer gennem vandet og tager partikler op af vandet, normalt bakterier og andre fødevarer flyder rundt, " sagde Slattery. "I vores undersøgelse, det var størrelsen på partiklerne, der betød noget. De nanometerstore partikler var i 'Goldilocks-zonen' – store nok til, at vandloppen kunne samle det, men ikke så store, at den ikke kunne indtage det."

Kemikalieproducenter har tilbudt indkapslede formuleringer af pesticider i mere end 50 år, Harper sagde, fordi indkapsling menes at forbedre produktets spredning og holdbarhed.

"Vi er nødt til at tænke på at overveje indkapsling som en ingrediens på grund af, hvordan det ændrer, hvordan den aktive ingrediens interagerer med miljøet, "Harper sagde." I øjeblikket er den eneste test, der udføres efter den endelige formulering, er farer som ætsning og brandbarhed. Men ikke toksicitet. Det, vi har fundet, er, at indkapsling gør en forskel i toksicitet, og at den er størrelsesafhængig."

Harper, også miljøingeniør, studerer miljøeffekterne af menneskeskabte nanopartikler – mikroskopiske stykker stof, der er konstrueret til at have kommercielt nyttige egenskaber. Nanopartikler er meget udbredt i lægemidler, pesticider og produkter til personlig pleje, men lidt er kendt om deres langsigtede miljø- eller sundhedseffekter.