Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Protokoller for Kvantifisering omsettelige sprøytemiddelrester i Turfgrass Systems

Published: March 15, 2017 doi: 10.3791/55182

Summary

Omsettelige plantevernmiddel rester eksperimenter i turfgrass systemene er integrerte komponenter av menneskelige risikoeksponering vurderinger. Eksperimentelle tilnærminger for å måle omsettelige rester bør justeres til menneskelig samhandling av rente- og turfgrass systemdynamikk. Tre omsettelige plantevernmiddel rester protokoller presenteres og egnet over tre turfgrass systemer er diskutert.

Abstract

Plant kalesjer i etablerte turfgrass systemer kan fange opp en betydelig mengde sprayet plantevernmidler, som kan overføres gjennom ulike ruter på mennesker. Av denne grunn er overførbar sprøytemiddelrester eksperimenter som kreves for registrering og omregistrering av United States Environmental Protection Agency (USEPA). Selv om slike forsøk er nødvendig, er begrenset spesifisitet nødvendig med hensyn til eksperimentell tilnærming. Eksperimentelle tilnærminger brukes til å vurdere plantevernmiddel overføring til mennesker, inkludert hånd tørke med bomullshansker, modifiserte California roller (flytting en berg av kjent masse i løpet av bomullsklut) og fotball roll (ball pakket med sorbent stripe) over tre behandlet turfgrass arter (krypkvein, hybrid Bermuda og høye svingel opprettholdes på 0,4, 5 og 9 cm, henholdsvis) blir presentert. Den modifiserte California roller er den mest omfattende brukt tilnærming oppdatert, og er best egnet for bruk i lave klippehøyderpå grunn av dens reproduserbarhet og stor prøveareal. Fotball roll er en mindre aggressiv overføring tilnærming; men etterligner det en svært vanlig forekomst i de mest populære internasjonale sport, og har mange implikasjoner for nondietary plantevernmiddel eksponering fra hånd-til-munn kontakt. I tillegg kan denne tilnærming bli justert for andre sportslige aktiviteter med begrenset modifikasjon. Hånd tørke er den beste tilnærmingen til å overføre plantevernmidler ved høyere klippehøyde, som berg-baserte tilnærminger kan legge blader over; det er imidlertid mer subjektive på grunn av mer varierende samplingstrykk. Nytten av disse metodene over turfgrass arter er presentert, og flere hensyn å gjennomføre overførbar sprøytemiddelrester forskning i turfgrass systemer blir diskutert.

Introduction

Turfgrasses dyrkes på mer enn 16,3 millioner hektar i sammenhengende USA (US) - som overstiger den samlede området vanningsanlegg korn mais [(Zea mays L.) 2,5 millioner hektar], soyabønner [(Glycine max L.) 2,1 millioner hektar] og bomull [(Gossypium hirsutum L.) 0,9 millioner hektar] - og benyttes av publikum med land bruker blant annet idrettsanlegg, kommersielle / bolig plener, golfbaner og parker 1, 2. De gir mange positive samfunnsmessige egenskaper, inkludert støv kontroll, varmespredning, fritids overflater og jord stabilisering. Imidlertid kan pest inngrep oppstå som krever bruk av plantevernmidler (er) for å opprettholde torv til et akseptabelt nivå tre.

Plant kalesjer i etablert turfgrass systemer skjærings sprayet plantevernmidler. Human-plantevernmiddel eksponering er mulig via ulike ruter, inkludert overføring fra behandlet vegetation direkte på mennesker, så vel som gjennom indirekte ruter som overføring til vedlikehold av utstyr, kjæledyr og fritids elementer 4, 5. For å løse slike bekymringer, menneske plantevernmiddel eksponering risikovurderinger må være gjennomført før plantevernmiddel registrering og omregistrering i USA for å estimere natur og sannsynligheten for negative helseeffekter etter eksponering for forurenset miljø media 6. Innenfor de yrkesmessige og bolig eksponering test retningslinjer for tiden ansatt i USEPA, er blad-omsettelige rest spredning tester (OPPTS 875,2100) gjennomført for å kvantifisere sprøytemiddelrester på behandlede overflater som kan overføres gjennom ulike prosesser på menneskelig hud / klær eller inhalert 7, 8.

Tidligere forskningsinnsats har sammenlignet flere blad-omsettelige plantevernmiddel rester metoder inkluding en California roller (flytte en berg av kjent masse i løpet bomullsklut), dra slede (trekke en solid gjenstand kjent masse med et stykke tøy knyttet til det), polyuretanskum roller (flytte en berg av kjent masse dekket med polyuretanskum ) og skoen stokking (feste bomullsosteklede til sko), som alle er utført i et visst område av pesticid-behandlede turfgrass 9, 10, 11, 12. Av de nevnte metodene, California roller baserte tilnærminger gi den mest repeterbare tilnærming til å kvantifisere foliar omsettelige sprøytemiddelrester; kan imidlertid relativt mer aggressive tilnærminger som sko shuffling overføre mer sprøytemiddelrester, som også har verktøyet i risikovurderinger. Hånd tørke metodene gir en relativt forbedret evne til å ta kontakt med unike behandlede turfgrass vegetasjonsflater. Denne metoden gir mer relevante data for nondietary plantevernmiddel inntak, som hånd-til-munn kontakt er en vanlig prosess i forbindelse med denne eksponeringen ruten.

Turfgrass baldakin dynamikk varierer mye mellom begge arter og bruke nettsteder. Arter som vanligvis varierer i vekst vane og årstid, samt blad tekstur og tetthet, som påvirker plantevernmidler spray avskjæring og fysiologiske prosesser 3, 13. Ledelse innganger kan variere mye mellom å bruke nettsteder, og innen bruk nettsted basert på stedsspesifikke forventninger. For eksempel, Bermuda (Cynodon spp.) Er brukt i tilpasset klima som en golfbane putting green overflate som er typisk vannes og nyslått> 5 ganger per uke (utklipp samlet) på 0,3 til 0.4 cm, samt en nonirrigated verktøy bunndekke som kan klippes <1 gang per uke (utklipp returneres) på 1,5 til 6,3 cm. Tidligere forskning har vist omsettelige bladsprøytemiddelrester kan variere mellom arter innen bruk område,og påvirkes av vanning og klippe praksis 14, 15. Til syvende og sist, variasjon mellom turfgrass systemer hindrer gjennomføring av en universell metode for å kvantifisere omsettelige foliar sprøytemiddelrester. Derfor, for å metodevalg optimalisere menneskelige risikovurderinger bør omfatte pesticide-, prosess-, nettsted- og artsspesifikke kriterier. Målet med denne studien var å karakterisere ulike metoder som brukes for å kvantifisere omsettelige foliar sprøytemiddelrester, og fremheve forhold som bør vurderes når du velger en metode for et gitt eksperiment.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Feltet Plot Identifisering og Establishment

  1. Identifisere forskningsområder representant for turfgrass system av valget. Spesielt vurdere egnede turfgrass arter og jordtype, samt forvaltningspraksis inkludert fruktbarhet, vanning og klipping høyde.
  2. Gjennomføre foreløpige rester analyser av løvverk og jord matriser for å sikre plantevernmidler (r) av interesse er ikke synlig.
  3. Legg ut plott til passende dimensjoner for språk og prøveinnsamlingsmetoder, og innlemme 0,5-1,0 m smug på tomten grenser for å tillate personell foten trafikk.
    MERK: Plot dimensjoner kan variere basert på stedsspesifikke forhold, men bør være minimum 3,3 m 2. Dette vil gi rom for en 3,7 mx 0,5 m ball for veien, så vel som en tilsvarende tilstøtende område for fot-trafikk og vegetasjon prøvetaking.

2. Trial Innvielse

  1. Tjuefire timer før oppstart Mow turfgrass til arten-SYSTEM bestemt høyde og samle utklipp. Fjern alle gjenværende rester med en vifte og vanne til jord metning.
    MERK: Vanning på dette tidspunktet bør tillate optimal fuktighet (dvs. felt kapasitet) på plantevernmiddel søknad.
  2. Velg plantevernmiddel søknad hastighet på i dag er registrert maksimums merket kvoter for stedet av interesse. Søknaden satsen er produktspesifikke og bestemmes av USEPA, og fremgår av lov om alle plantevernmidler container etiketter.
    1. Velg gjeldende minste merket sprøyting carrier volum for å maksimere bladsprøyting oppbevaring.
  3. Under rettssaken initiering, gjelder plantevernmidler spray behandlinger for å tomter når klimatiske forhold favorisere oppbevaring på behandlet vegetasjon.
    MERK: Den riktige personlig verneutstyr må brukes ved påføring og nonapplicators nær testområdet i behandlingsperioden. Hold alltid nonapplicator personer vekk fra vindretningen av sprøytepåføring. klimatiske forholds favorisere oppbevaring på behandlet vegetasjon inkluderer kalesjen fuktighet (tørr ved søknaden), vindhastighet (<11 km / t) og prognosert nedbør
    1. Dekk tomter under vanning / nedbør gjennom minst fire prøvetaking hendelser.
      MERK: Tomter dekket for å hindre plantevernmiddel vask fra behandlet vegetasjon i turfgrass tekke og / eller jordoverflaten, noe som gjør det mindre dislodgeable og underslår eksponering risiko. Deksler kan variere etter materiale og konstruksjon, men bør være konstruert av et ikke-porøst materiale for å holde plott tørr og utformet slik at behandlet vegetasjon ikke bringes i kontakt (f.eks. Ikke legge presenninger direkte på plott), som kan kompromittere påfølgende pesticid overføring prøvetaking.
  4. Samle time klimatiske data inkludert lufttemperatur, duggpunkt, relativ fuktighet, tid for soloppgang, vindretning og vindhastighet i hele prøveperioden for å hjelpe med data tolkning.

3. Kvalitet kontrollprøver

  1. Collect én prøve (50 til 100 ml) fra hvert plantevernmiddel container som brukes i forskning for å sikre plantevernmiddel-produkt lasting prisene er riktige. Record produktnavn og partinummer for hver container.
  2. Samle en prøve av hvert preparat sprøytetankblanding påføres ved å samle produksjonen fra hver enkelt sprøytedyse for å lage en sammensatt prøve (50 til 100 ml) per tank for å sikre riktig sprayløsningsblandeprosedyrer.
  3. Produsere spray applikasjonskontroller som beskrevet av Welsh et al. 12 for å sikre riktig mengde pesticid tilføres plott.
  4. Produsere feltet festningsverk og tomme prøvene som beskrevet av Welsh et al. 12 ved hver prøvetaking hendelse for å kvantifisere spredning under prøvetaking og lagring prosesser, og å identifisere potensielle kilder til forurensning.
    MERK: Forsterkning prøvekonsentrasjoner og løsemidler kan variere basert på compound- og analytisk-spesifikke hensyn.

  1. Samle inn prøver umiddelbart etter et program, og igjen når plantevernmiddel har tørket på bladoverflatene. Avhengig av miljøforhold, er denne typisk 1 til 3 timer etter påføring.
  2. Etter den dagen søknaden, samle inn prøver på, eller like etter soloppgang, når maksimal turfgrass kalesjen fuktighet er vanligvis til stede 14.
    1. Bestem prøveinnsamlings timings etter den dagen applikasjon basert på spesifikke plantevernmidler fysisk-kjemiske egenskaper, med samplingsintervaller avtagende som plantevernmidler utholdenhet avtar. Schedule prøveinnsamlingstider slik at minst to påfølgende nondetections skje ved forsøket er ferdig.
      MERK: Eksempel fra tidligere forskning kvantifisere overførbar 2,4-dimethylamine salt (2,4-D; felt halveringstid = 6.2 d): 1) 0 d etter behandling (DAT) - 0 timer etter sprøyting; 2) 0 DAT - 1 t etter sprøyting; 3) en DAT; 4) 2 DAT; 5)3 DAT; 6) 6 DAT; 7) 12 DAT; 8) 24 DAT 14.

5. omsettelige Residue Prøvetaking

MERK: Nitrilhansker slitt gjennom alle prøve samling prosedyrer, og bør skiftes ut så ofte som nødvendig for å hindre forurensning.

Figur 1
Figur 1: Håndtørketrykk kvantifisering. Fremgangsmåten benyttet for å kvantifisere trykk fra fronthand (A) og backhand (B) tørke bevegelser. For å gjøre dette, spray en grønn konditorfarge løsning (vann + 10% v / v konditorfarge + 1% v / v-ionisk surfaktant) over en ikke-porøs overflate (f.eks. Glass eller metall brett), og trykk på hånden som er beregnet for plantevernmiddel dislodge prøvetaking . Kvantifisere kontaktflaten ved digital bildeanalyse som beskrevet av Campillo et al. 17 til determine andelen grønne piksler per bilde av kjent område. Samle en turfgrass kjernen fra den tiltenkte forskningsområdet når jorda er i det feltet kapasitet og fest den til en digital vekt skala. Kvantifisere massen av nedadgående kraft når hånden tørke. Håndtørketrykk bør ikke overstige 2 kPa. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. hånd tørke
    MERK: Krever en person.
    1. Kalibrere hånd tørke press til 2 kPa.
      1. Beregn tørke kraft ved å sikre en turfgrass kjerne samlet på jord feltkapasitet til en digital skala og trykke for å gi 150 til 200 g (tare før pressing).
      2. Kvantifisere område av front- og backhand brukes for turfgrass prøvetaking. Primært bruker fingrene til å kontakte unike turfgrass bladene samtidig som den begrenser dem fra å legge over.
        1. Forbered en vannbasert løsning av 10% v / v grønn konditorfarge+ 1% volum / volum ikke-ionisk overflateaktivt middel, og spray på en ikke-porøs overflate for å skape en tynn film.
          MERK: Det ikke-ioniske overflateaktive middel benyttes for å øke oppløsning dekning over den ikke-porøs overflate ved å redusere overflatespenningen.
        2. Med en bomullshansker på, trykker hånden på nonporous overflaten (figur 1).
        3. Fjern hansken og kvantifisere område av hånden i kontakt med den ikke-porøs overflate ved å ta et digitalt bilde over et visst område av hver hanske, og bruk ImageJ 16 for å selektere for grønne bildepunkter omtrent på samme måte Campillo et al. 17. Dette vil gi en prosent av det totale bildet i grønne bildeelementer, som brukes til å beregne areal.
      3. Kombiner tørke kraft masse med å tørke området for å beregne håndtrykk.
    2. Kalibrere hånd tørke hastigheten til 1,2 km / t ved å merke en 0,3 m avstand på bakken. Juster hånd hastighet slik at tørke denne avstanden tar 1 s.
    3. Mark sampling området (420 cm 2) ved å plassere en sirkulær bøtte (23 cm diameter) opp ned der den åpne enden vender nedover. Påfør lett trykk til midten av bøtta og med motsatt hånd maling rundt ytterkanten av bøtta (med torv merking maling).
    4. Med en bomullshansker over et nitrilvernehanske på dominerende hånd, tørk over prøvetakingsområdet i 30 s. Alternative front- og backhand overflater, mens du justerer retninger vinkelrett (figur 2).
      1. Gjenta trinn 5.1.4 med en ny bomullshansker.
        MERK: Variasjon i hansker som kreves per prøve kan variere basert på plantevernmidler av interesse, turfgrass system og prøvetaking området. Dette bør bestemmes før eksperimentere innvielse via foreløpige innsats samle fire til seks hansker per sampling området umiddelbart etter påføring, samt følgende morgen når kalesjen fuktighet er til stede for å identifisere antall hansker for å overføre maksimal plantevernmiddel rester.
    5. Etter prøvetaking, lagre hansker i en glasskrukke midlertidig på is eller tørris i feltet, og overføring til en fryser innen tre timer etter prøvetaking ferdigstillelse.

Figur 2
Figur 2: Hånd tørke retninger. Progresjon er ment å kontakte maksimal unik behandlet vegetasjon areal til hanske. To hansker er nødvendig for å unngå overbelastning bomull ved prøvetaking <415 cm 2 området; men dette bør bekreftes i pesticide- og stedsspesifikke forhold før eksperimentere innvielse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Modifisert California roller
    MERK: Krever tre personer. Apparater bygge spesifikasjoner funnet på fuller et al. 9
    1. Bruk en rulle (roller: 14,5 kg, 10 cm diameter 61 cm lengde dekket med 1,2 cm polyuretanskum, håndtere: 1,2 m lengde) og en ramme (62 cm bredde med 91 cm lengde) som en bomull ark (> 200 thread count ; 70 cm bredde med 99 cm lengde) er festet til.
    2. Har Personer B og C sikker bomull ark å ramme med klemmer og fest til prøvetaking området med metall negler.
      MERK: Skjær bomull før en prøvetaking hendelse for å redusere tiden for en gitt samling.
    3. Har Person A og B sikker plast (6 mm) rundt hjulet for å hindre forurensning over prøvene.
    4. Uten å legge ned press, har Person A rulle fem ganger (en ned og bakover rulle tilsvarer en gang) valsen over bomullsklut. Roll hastighet bør målrette 1,6 ± 0,2 km / t.
    5. Har Person C fjerne rammen fra bakken og ta til en nærliggende prøvetaking bord.
    6. Mens Person C holder rammen, har Person A visua lly inspisere klut og fjerne gress / jord rusk med pinsett.
    7. Har Person A fjerne bomullsklut, og med Person B brett det slik at siden i kontakt med turfgrass brettes sammen og oppbevar i glass prøve krukke.
      1. Oppbevar glasskrukke midlertidig i en kjøligere på is eller tørris i feltet, og overføre til en fryser innen tre timer etter prøvetaking ferdigstillelse.
    8. Etter prøvetaking, kast plasten rundt valsen, rengjør rammen, prøvetaking bord og pinsett med 1: 1 ammoniakk: vann, skyll med vann og tørk før gjenta prosessen.

Figur 3
Figur 3: Soccer ball roller. Eksklusive A til B, er alle trafikk limes med PVC lim. Del C lengde kan variere fra leverandør på grunn av varierende dimensjoner på deler B og D.e.com/files/ftp_upload/55182/55182fig3large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Soccer ball roll
    MERK: Krever en person.
    1. Bruk en fotball roller ramme laget av polyvinylklorid (PVC) rør (tidsplan 40, 5 cm indre diameter).
      1. Fest håndtaket (122 cm lengde, figur 3A) til en slip tee kobling (Figur 3B). Dette er den eneste krysset ikke er sikret med PVC lim for å gjøre for enklere lagring.
      2. Legg rullen på et flatt underlag (hjelpemidler med justering) og sikre begge sider av tee coupler å skli 90 ° albue beslag (Figur 3D) med 7 cm rørlengde (Figur 3C).
      3. Sett 24 cm rørlengder (Figur 3E) til den åpne enden av albuen fittings
      4. Bore bolter (0,6 cm diam med 7,5 cm lengde; Figur 3F) gjennom den ende av røret perpendicular til håndtaket og parallelt med den flate overflate.
        1. Sett avstand mellom bolter til ca 18,4 cm (kan variere over merker / kvalitet på fotballer brukes).
        2. Fil / slipe skarp spiss av etterslep bolt ender med en hånd fil / grinder slik at fotballer ikke er punktert når rulle (figur 3G).
    2. Slipp fotball lufttrykk til 24 kPa. Selv om dette vil underinflate ballen når løs fra PVC roller, vil det øke presset til ca 42 kPa når ballen volumet reduseres etter festing til valsen.
    3. Monter fotball på valsen ved å berøre ballen endepunkter (maks diameter) til bolter.
      MERK: For å redusere den totale prøvetakingstidspunkt og potensiell forurensning, har en fotball per prøve på et gitt samling timing.
      1. Spin ball for hånd for å sikre at ballen rulle er symmetrisk.
      2. Trykk lett på toppen av den monterte fotball tilsikre at det er tilstrekkelig sikret.
    4. Dobbelt vikle en sorbent stripe (5 cm bredde med 132 cm lengde) rundt omkretsen av ballen som er i tråd med PVC roller håndtaket, noe som skaper konstant turfgrass-sorbent stripe kontakt når rulle (figur 3 H).
      1. Fest sorbent stripe til med teip strimler (2,5 cm x 2,5 cm) på ballen.
        MERK: Skjær sorbent strimler før en prøvetaking hendelse for å redusere tiden for en gitt samling.
    5. Rull ballen med konstant hastighet (1,6 ± 0,2 km / t) over en 3,7 m avstand fra unik behandlet turfgrass. Avhengig av tomten dimensjoner, kan denne avstanden kreve side-ved-side ruller for å fullføre. Når du gjør dette, kan du ta forholdsregler for å ikke ta kontakt med vegetasjon som har ennå å bli samplet.
      MERK: 3,7 m ballen rulle avstand må kanskje justeres basert på plantevernmidler av interesse og turfgrass system. Dette bør bestemmes før eksperimentere innvielse via arbeidstitely innsats samle prøver av varierende avstander umiddelbart etter påføring, samt følgende morgen når kalesjen fuktighet er til stede for å identifisere den optimale avstanden å overføre maksimal plantevernmiddel rester.
    6. Etter ballen rulle, ta av sorbent stripen og brett den slik at den siden i kontakt med turfgrass brettes sammen og oppbevar i en glasskrukke.
      1. Oppbevar glasskrukke midlertidig i en kjøligere på is eller tørris i feltet, og overføre til en fryser innen tre timer etter prøvetaking ferdigstillelse.

6. Turfgrass Vegetasjon Collection

  1. Fjern stempelet innsiden av koppen kutteren for å holde prøvetakingsutstyret fra å kontakte behandlede bladverk (figur 4A).

Figur 4
Figur 4: Turfgrass kjerne samling. Golfbanekopp cutter er en robust, relativt billig apparat for turfgrass / jord samling. Fjern innsiden stempelet brukes til å løse ut kjernene før bruk for omsettelige sprøytemiddelrester eksempelsamlinger, slik at vegetasjonen ikke er utilsiktet kontakt, noe som kan redusere sprøytemiddelrester konsentrasjoner. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Høste en turfgrass kjerne av representative kvalitet.
    1. Bruk kopp cutter å skissere kjernen og kutt til 5-7,5 cm jorddybde for å hjelpe med fjerning.
    2. Kuttet med en kniv (bladlengde: 10 til 15 cm) ved en diagonal vinkel utenfor kanten av kjernen for å fjerne kjernen fra bakken. Vær spesielt oppmerksom for å hindre hånd / kniv kontakt med behandlet aboveground vegetasjon.
    3. Utjevne bunnjordoverflaten med en saks slik at den vil sitte flate i en prøvebeholder. Jorddybde børgi nok plass slik at turfgrass vegetasjon ikke kommer i kontakt lokket på prøvebeholderen.
      MERK: Når været tillater det, golfbanen kopp cutter trinn (6.2.1 i protokollen) er vanligvis ferdig på ettermiddagen når bladene er tørre før prøvetakingen i formiddag.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bygge på tidligere forskningsinnsats sammenligne omsettelige plantevernmiddel rester metoder innenfor en enkelt turfgrass system, og turfgrass systemer innenfor en enkelt overførbar sprøytemiddelrester metode, ble en feltstudie (initiert 24 mai 2016 i Raleigh, North Carolina, USA) utført for å sammenligne metoder på tvers turfgrass systemer. Kort sagt, 2,4-D, en bredbladet ugressmiddel brukes ofte i turfgrass systemer, overføring fra tre turfgrass arter (krypkvein, Agrostis stolonifera L .; hybrid Bermuda, Cynodon dactylon L. x C. transvaalensis Burtt-Davy, høye svingel, Lolium arundinaceum [Schreb.] SJ Darbyshire) via tre metoder (hånd tørke, endret California rull eller fotball roll) ble kvantifisert umiddelbart etter påføring og en h tørkeperiode, samt en og tre DAT. Krypkvein klipping høyde simulert en golfbane putting green på 0,4 cm, mens hybrid Bermuda og tall svingel ble holdt ved 5 og 9 cm, respektivt, som er representativ for kommersielle / bolig plener og parker. Forskningsområder ble ikke klippes og dekket under nedbør følgende kringkaste 2,4-D sprøyting (1 kg syre tilsvar ha -1).

Sammenlignet med tidligere rapporter som evaluerer overførbar 2,4-D fra behandlede turfgrass, data fra presenterte forskning tyder forholdene var gunstige for overføring over alle metoder. Gjennomsnitt over metoder, 2,4-D overføring umiddelbart etter påføring rangert krypkvein (21% av anvendt)> hybrid Bermuda (16,4%) = høy svingel (15,1%), som er på linje med utviklingen canopy tetthet på tvers av systemer (tabell 1, figur 5). Gjennomsnitt over turfgrasses, 2,4-D overføring umiddelbart etter påføring rangerte hånden tørke (21,2% av anvendt)> endret California roller (16,8%) = fotball rull (14,4%), som er enig med tidligere innsats Showing hånd / sko prøvetaking kan overføre mer sprøytemiddelrester i forhold til andre overføringsteknikker inkludert dra- og rulle-baserte metoder 10, 11. En 1 time tørkeperiode resulterte i en 2- til 4-ganger reduksjon i omsettelige 2,4-D-rester på tvers turfgrasses og med modifiserte California valse og hånd tørke metoder, mens overføring redusert 36 ganger fra fotballen rulle. Denne nedgangen er enig med Jeffries et al. 14, som rapporterte 2,4-D overføring via fotball roll redusert fra 11,2% av påført umiddelbart etter påføring på hybrid Bermuda til 0,3% etter en 1 h tørkeperiode. Disse data understreke effekten prøvetakings tid og metode anvendt ha kvantifisere omsettelige rester fra turfgrass. En fotball roll er en relativt spesiell prosess i turfgrass systemer, og mens det gir relevant informasjon for human eksponering på en atletisk felt, kan det ikke være hensiktsmessig å s olely utnytte for allmenne menneske eksponering risikovurderinger som andre metoder.

align: center; "> 21
krypkvein hybrid Bermuda Tall svingel ball roll Mod. Cal. roller hånd tørke
_________________________% Forskyves av anvendt 2,4-D _________________________
0 DAT - 0 h 16.4 15.1 14.4 16.8 21.2
LSD 0,05 _______________ 2,8 _______________ _______________ 2,8 _______________
0 DAT - 1 time 5 6.8 4.9 0.4 8.5
LSD 0,05 _______________ 1,0 _______________ _______________ 1,0 _______________

Tabell 1: Overfør 2,4-D fra felt tomter dagen for søknaden. Hovedeffekten av turfgrass arter og prøvetakingsmetoden overfør 2,4-D-data er rapportert som prosent av den opprinnelige søknad hastighet. Eksempel samlinger oppsto umiddelbart etter påføring og etter en 1 time tørketid.

Figur 5
Figur 5: Turfgrass systemer evaluert. Turfgrass canopy tetthet og høyde kan variere fra system. Innenfor presenteres forskning, tetthet (høyest til lavest) rangert krypkvein (A)> hybrid Bermuda (B)> høy svingel (C); mens høyde (høyest til lavest) rangeres høyt svingel> hybrid Bermuda> krypkvein. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Data fra 1 og 3 DAT foreslår utvalget innsamlingsmetoder ikke overføre 2,4-D fra behandlede vegetasjon på samme måte på tvers turfgrass arter, som ble antatt på grunn av varierende baldakin dynamikk. Innenfor en prøvetakingsmetode på en DAT, 2,4-D overføring fra hybridBermuda (17,3 til 31,2% av anvendt) var større enn krypkvein (10,6 til 16,2%) og høye svingel (8,1 til 20,9%), noe som er sannsynlig delvis på grunn av varierende baldakin dynAmics og ugressmiddel-fysiologiske effekter på tvers av arter (tabell 2). Belyse denne forekomsten er utenfor rammen av dette eksperimentet; er det imidlertid fremhevet for å vise betydningen av turfgrass treslagsvalg for overførbar plantevernmiddel rester forskning. Overførbar 2,4-D ikke varierer mellom metoder på krypkvein på 1 eller 3 DAT, som var den fineste strukturert, laveste nyslått turfgrass evaluert. Dette åpnet for relativt konsekvent sorpsjonsmateriale behandlet vegetasjon kontakt på tvers av de tre evaluerte metoder. 2,4-D overføring varierte over metoder i hybrid Bermuda og høye svingel, med hånden tørke fører til den største overføringen. Hybrid Bermuda og høye svingel er grovere struktur enn krypkvein, og ble klippes ved høyere høyder (5 og 9 cm, henholdsvis), som fremhever en iboende begrensning av rullende-baserte metoder for å legge vegetasjon over (figur 6). Når dette skjer, sorpsjonsmateriale-behandlet vegetasjonkontakt kan bli redusert, og følgelig underoverførbare rester.

Tall svingel
____________________ En DAT - 07:00 EST ____________________
turfgrass ball roll Mod. Cal. roller hånd tørke LSD 0,05
____________% Forskyves av anvendt 2,4-D ____________
krypkvein 10.6 13.6 16.2 NS
hybrid Bermuda 17.3 20.9 31.2 2.2
Tall svingel 8.1 9.1 20.9 2.7
LSD 0,05 3.2 3.2 5.2
____________________ 3 DAT - 07:00 EST ____________________
turfgrass ball roll Mod. Cal. roller hånd tørke 0,05
____________% Forskyves av anvendt 2,4-D ____________
krypkvein 1.9 2.8 3.1 NS
hybrid Bermuda 1.9 4.8 7.6 2.1
1.8 2 6.8 2.6
LSD 0,05 NS 0.9 3.4

Tabell 2: Overfør 2,4-D fra felt plott 1 og 3 dager etter påføring. Turfgrass art-by-prøvetakingsmetoden interaksjon på overfør 2,4-D-data er rapportert som prosent av den opprinnelige påføring avsjon rate. Eksempel på samlinger skjedde ved 07:00:00 Eastern Standard Time.

Figur 6
Figur 6: Tall svingel canopy følgende endring California roller prøvetaking. En iboende begrensning til denne overførbar sprøytemiddelrester prøvetakingsmetoden øker potensialet for gressblader å ligge som baldakin høyde øker. Når dette skjer, er abaxial overflater ikke kontaktet av bomull sorbent ark, og dermed potensielt underslår omsettelige rester. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Regulerings etater har ikke identifisert en konkret metode for å kvantifisere omsettelige sprøytemiddelrester fra turfgrass. Denne forskningen støtter bruk av ulike metoder basert på område og eksponerings prosesspesifikke kriterier, som de alle har nytte for menneske risikovurderinger. Men de har alle begrensninger som forskere bør være bevisst på før bruk. Endelig er turfgrass arter ikke et valg av parameter dag uttalt i omsettelige plantevernmiddel rester protokoller, og denne forskningen bygger på tidligere forsøk som tyder på inkludering skal oppgis.

Den beskrevne fotball roll metoden er relativt robust over samplere og krever bare en person til å fullføre. Det etterligner også en svært vanlig forekomst i de mest populære internasjonale sport, og har mange implikasjoner for nondietary plantevernmiddel eksponering fra hånd-til-munn kontakt. I tillegg kan dette begrepet brukes med minimal modifikasjon for pesticide overføring på gjenstander forbundet med andre idretter. Det er imidlertid en forholdsvis mindre aggressiv metode for plantevernmidler overføring og følgelig bør ikke utelukkende benyttes i risikovurderinger.

Av de tre metodene presentert, har endret California roller vært ansatt mest omfattende i turfgrass overførbar rester forskning. Det er den mest robuste tilnærming på tvers av samplere, og overføres et tilsvarende beløp av 2,4-D som andre metoder til lavest nyslått turfgrass systemet evalueres, krypkvein. Dette tyder på at denne metoden bør benyttes for overførbar sprøytemiddelrester forskning på golfbanen putting greener, og potensielt andre nært nyslått systemer som golfbane fairways / tees og idrettsplasser. Begrensningene for denne metoden omfatter potensielt legge gressblader ned som klipper høyde øker og kravet om tre personer til å fullføre. I tillegg rullen og rammen preparat som kreves mellom samples cen være tidkrevende, og tidligere forskning har vist plantevernmiddel overføring svinger over relativt korte tidsrammer innen en dag som baldakin fuktighet forsvinner 14. Dette kan begrense mengden av prøver som kan samles på et gitt tidspunkt (dvs. redusert behandlinger), eller legge til en konfunderende faktor til data må prøvene samlet inn over en omfattende mengde tid. Forskere bør være klar over dette når de planlegger eksperimenter utnytte den modifiserte California roller.

Hånd tørke i løpet behandlet plante vegetasjon med bomullsbaserte hansker er en metode som vanligvis brukes til å måle omsettelige sprøytemiddelrester for arbeidere i frukthager og tobakk på grunn av den høye frekvensen av hånd-til-vegetasjon kontakt tilknyttet landbruksproduksjon. Selv om denne metoden har blitt brukt mindre i turfgrass systemer, det gir en overlegen måte å kvantifisere omsettelige rester i turfgrass systemer på klippingen høyder vanligvis forbindes med commercial / bolig plener og parker. I tillegg er hånd-til-behandlet turfgrass kontakt felles for både nonoccupational og yrkes risikovurderinger, som turfgrass systemer benyttes for en rekke samfunnsmessige formål. Av de tre evaluerte metoder, er hånden tørke minst reproduserbar metode over samplere, som kan kreve ytterligere tiltak (kjøringer, trening, etc.) til å produsere konkluderende resultater.

Selv om de evaluerte metoder varierer mye i sin utførelse, de kritiske trinnene i hver protokoll konseptuelt overlapper hverandre. Prøvetaking i en konstant hastighet og trykk er avgjørende for å produsere reproduserbare data, da disse påvirker sorbent material-plantevernmiddel overføring. Opprettholde som kreves av prøvetakere på tvers av alle tre metoder en konstant hastighet, mens trykket er et poeng av bekymring for hånd bare å tørke. Prøvetakere bør ikke sette ytterligere press på de modifiserte California eller fotball ball ruller, mens hånden tørke er en tilnærming som tar stoffene.NårTial foreløpige tiltak for å opprettholde konsistens innenfor og på tvers av samplere. Dette er den største begrensningen for å overførbar rest forskning stole utelukkende på hånden tørke, og fremtidig forskning bør identifisere en mindre subjektive tilnærming som gir sin unike egenskap av kalesjen penetrasjon mens minimal legge gress ned.

Det formål å samle turfgrass vegetasjon er å tilveiebringe et referansepunkt i tillegg til mengden av plantevernmiddel innledningsvis påført ved å ta hensyn til spredning mellom påføring og etterfølgende prøveinnsamlingstidsberegning. Videre kvantifisere plantevernmiddel rester i vegetasjonen øker forklaring når nondetection oppstår i overførings prøver. I utgangspunktet kan det forskeren å avgjøre om overføring ikke skje fordi sprøytemiddelrester ble sorberes i / på vegetasjon, noe som gjør det overførbar, eller hvis resten var ikke lenger påvises i / på vegetasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen opplysninger å gjøre.

Acknowledgments

Vi takker Khalied Ahmed, Laney McKnight og Drew Pinnix for felt- og laboratorie assistanse, samt Lake Wheeler Turfgrass Feltet Laboratory støttepersonell, blant annet Dustin Corbett og Marty Parish, for å opprettholde forskningsområder. Dette arbeidet ble delvis støttet av North Carolina State University Center for Turfgrass miljøforskning og utdanning.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
General --- ---
Nitrile gloves Any NA
Coolers Any NA
Turf paint Any NA
Field plot measuring equipment Any NA
Protective foot apparel Any NA
Whatman 3 MM Chr Chromatography Paper Fisher Scientific 05-716-3E
Name Company Catalog Number
Ball roll --- ---
PVC pipe (5 cm inner diameter) Home Depot 531137
Hacksaw for PVC cutting Any NA
90° elbow (5 cm inner diameter) Home Depot RCE-2000-S
Tee coupler (5 cm inner diameter) Home Depot PVC024001600HD
PVC adhesive Any NA
Lag bolt (0.6 cm diameter by 7 cm length) Home Depot 801366
Size 4 soccer ball Any NA
Pressure gauge Any NA
Hand air pump Any NA
Fabric scissors Any NA
Scott Rags-In-A-Box Uline S-12809
Adhesive tape Any NA
8 oz sealable glass jar Any NA
Name Company Catalog Number
Hand wipe --- ---
100% cotton heavyweight inspection gloves Uline S-19284
Digital camera Any NA
ImageJ software National Institutes of Health https://imagej.nih.gov/ij/
Digital scale that measures up to 400 g Any NA
Stopwatch Any NA
Plastic bucket (23 cm diameter) Home Depot 209313
16 oz sealable glass jar Any NA
Name Company Catalog Number
Modifed California roller --- ---
Metal conduit (1.25 cm diameter by 1.8 m length) Home Depot 101543
PVC pipe (10 cm inner diameter) Home Depot 531103
Sand + reebar to bring roller to 14.5 kg Any NA
PVC plug Home Depot 33403D
Polyurethane foam sheet (1.25 cm thick) to cover PVC pipe Any NA
6 mm painter's plastic Any NA
Plexiglass sheet (107 cm length by 76 cm width by 0.6 cm thick) Any NA
Toggle clamps Any NA
Metal nails (10 to 15 cm length) to secure frame to ground Any NA
100% cotton sheets (>200 threadcount) Any NA
Tweezers Any NA
32 oz sealable glass jar Any NA
Name Company Catalog Number
Turfgrass vegetation core collection --- ---
Lever action golf course cup cutter Par Aide Product Company 1001-1
Knife Any NA
Fiskars Herb Scissors Home Depot 96086966J
Turf plug plastic container Any NA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Census of Agriculture: United States Summary and State Data [Internet]. , United States Department of Agriculture. Washington, DC, USA. Available from: http://www.agcensus.usda.gov/Publications/2007/Full_Report/usv1.pdf (2009).
  2. Milesi, C. Mapping and modeling the biogeochemical cycling of turf grasses in the United States. Environ. Manag. 36, 426-438 (2005).
  3. Turgeon, A. J. Turfgrass management. , 8th ed, Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ, USA. (2008).
  4. Cisar, J. L., Synder, R. H., Sartain, J. B., Borgert, C. J. Dislodgeable residues of chloropyrifos and isazofos and implications for golfer exposure. Int. Turf. Soc. 9, 12-18 (2001).
  5. Morgan, M. K. Adult and children's exposure to 2,4-D from multiple sources and pathways. J. Expos. Sci. Environ. Epidemiol. 18 (5), 486-494 (2008).
  6. Overview of Risk assessment in the Pesticide Program [Internet]. , United States Environmental Protection Agency. Washington, DC, USA. Available from: https://www.regulations.gov/document?D=EPA-HQ-OPPT-2009-0157-0003 (2016).
  7. OCSPP Harmonized Test Guidelines - Master List [Internet]. , United States Environmental Protection Agency. Washington, DC. USA. Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-11/documents/ocspp-testguidelines_masterlist-2015-11-19.pdf (2015).
  8. Occupational and Residential Exposure Test Guidelines - OPPTS 875.1100 Dermal Exposure - Outdoor. , United States Environmental Protection Agency. Washington, DC, USA. Available from: https://www.epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/overview-risk-assessment-pesticide-program (1996).
  9. Fuller, R. Modified California roller for measuring transferable residues on treated turfgrass. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 787-794 (2001).
  10. Klonne, D. Comparative study of five transferable turf residue methods. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 771-779 (2001).
  11. Rosenheck, L. Determination of a standardized sampling technique for pesticide transferable turf residues. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 780-786 (2001).
  12. Welsh, A. Transferable turf residue following imidacloprid application. , Department of Pesticide Regulation - California Environmental Protection Agency. Sacramento, California, USA. Available from: http://www.cdpr.ca.gov/docs/whs/pdf/hs1860.pdf (2005).
  13. Kim, D. S., Marshall, E. J. P., Brain, P., Caseley, J. C. Effects of crop canopy structure on herbicide deposition and performance. Weed Res. 51 (3), 310-320 (2011).
  14. Jeffries, M. D. Factors influencing dislodgeable 2,4-D plant residues from hybrid bermudagrass (Cynodon dactylon L. x C. transvaalensis.) athletic fields. PLoS One. 11 (2), 1-16 (2016).
  15. Sears, M. K., Bowhey, C., Braun, H., Stephenson, G. R. Dislodgeable residues and persistence of diazinon, chloropyrifos and isofenphos following their application to turfgrass. Pestic. Sci. 20 (3), 223-232 (1987).
  16. Rasband, W. S. ImageJ. , U.S. National Institutes of Health. Bethesda, Maryland, USA. Available from: http://imagej.nih.gov/ij (2007).
  17. Campillo, C., Prieto, M. H., Daza, C., Mońino, M. J., García, M. I. Using digital images to characterize canopy coverage and light interception in a processing tomato crop. HortSci. 43 (6), 1780-1786 (2008).

Tags

Environmental Sciences 2,4-D atletisk felt golfbane endret California roller off-target bevegelse plantevernmiddel dislodge plantevernmiddel eksponering bolig plen
Protokoller for Kvantifisering omsettelige sprøytemiddelrester i Turfgrass Systems
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jeffries, M. D., Gannon, T. W.,More

Jeffries, M. D., Gannon, T. W., Maxwell, P. J. Protocols for Quantifying Transferable Pesticide Residues in Turfgrass Systems. J. Vis. Exp. (121), e55182, doi:10.3791/55182 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter