Protokoll för att kvantifiera överlåtbara bekämpningsmedelsrester i turfgrass Systems
Summary
Transferable pesticide residue experiments in turfgrass systems are integral components of human risk exposure assessments. Experimental approaches to measure transferable residues should be adjusted to the human interaction of interest and turfgrass system dynamics. Three transferable pesticide residue protocols are presented and the suitability across three turfgrass systems is discussed.
Abstract
Växt skärmtak i etablerade turfgrass system kan fånga upp en avsevärd mängd av besprutade bekämpningsmedel, som kan överföras via olika vägar på människor. Av denna anledning är överförbar bekämpningsmedelsrester experiment som krävs för registrering och omregistrering av Environmental Protection Agency (USEPA). Även om sådana försök krävs är begränsad specificitet krävs avseende experimentell metod. Experimentella metoder som används för att bedöma överföring av bekämpningsmedel hos människa, däribland handen torka med bomullshandskar, modifierade Kalifornien rulle (flytta en rulle av känd massa över bomullstyg) och fotboll rulle (boll svept med sorbent strip) över tre behandlade turfgrass arter (krypven, hybrid Bermuda och rörsvingel hölls vid 0,4, 5 och 9 cm, respektive) presenteras. Den modifierade Kalifornien rullen är den mest omfattande utnyttjad metod hittills och är bäst lämpad för användning vid låga klipphöjderpå grund av dess reproducerbarhet och stora provtagningsområdet. Fotboll roll är en mindre aggressiv överförings strategi; Men, härmar det en mycket vanlig företeelse i de mest populära internationella sport, och har många konsekvenser för nondietary exponering av bekämpningsmedel från hand till mun kontakt. Dessutom kan detta tillvägagångssätt anpassas för andra atletiska aktiviteter med begränsad modifiering. Handavtorkning är det bästa sättet att överföra bekämpningsmedel vid högre klipphöjder, som rullbaserade metoder kan lägga bladen över; emellertid är det mer subjektiv beroende på mer provtagningstrycket variabel. Nyttan av dessa metoder över turfgrass arter presenteras, och ytterligare överväganden att bedriva överförbar forskning bekämpningsmedelsrester i turfgrass system diskuteras.
Introduction
Turfgrasses odlas på över 16,3 miljoner hektar i kontinentala USA (US) – mer än den sammanlagda arean av bevattnade korn majs [(Zea mays L.) 2,5 miljoner hektar], sojabönor [(Glycine max L.) 2,1 miljoner hektar] och bomull [(Gossypium hirsutum L.) 0.900.000 ha] – och används av allmänheten med markanvändning inklusive idrottsplatser, kommersiella / bostäder gräsmattor, golfbanor och parker 1, 2. De ger många positiva samhälls attribut inklusive dammbindning, värmeavledning, fritids ytor och markstabilisering. Emellertid kan skadedjur intrång inträffa som kräver användning av bekämpningsmedel (er) för att hålla gräsmattan till en acceptabel nivå tre.
Växt skärmtak i etablerade turfgrass system avlyssna besprutas bekämpningsmedel. exponering människa bekämpningsmedel är möjlig via olika vägar, inklusive överföring från behandlad vegetation direkt på människor, liksom genom indirekta vägar såsom överföring till underhållsutrustning, husdjur och fritidsvaror 4, 5. För att hantera sådana problem, utvärderingar av mänskliga exponering av bekämpningsmedel risk måste genomföras innan registrering av bekämpningsmedel och omregistrering i USA för att uppskatta naturen och sannolikheten för negativa hälsoeffekter efter exponering för förorenade miljöer 6. Inom yrkes och bostads riktlinjer exponeringstest för närvarande används av den amerikanska miljövårdsmyndigheten, är blad överförbara avledning resthalter (OPPTS 875,2100) genomfördes för att kvantifiera bekämpningsmedelsrester på behandlade ytor som kan överföras genom olika processer på mänsklig hud / kläder eller inhaleras 7, 8.
Tidigare forskning har jämfört flera blad överförbara metoder bekämpningsmedelsrester inkluding en California rulle (flytta en rulle med känd massa över bomullstyg), dra släde (dra ett fast föremål med känd massa med ett tygstycke fäst vid den), polyuretanskum rulle (flytta en rulle av känd massa täckt med polyuretanskum ) och sko omflyttning (fästa bomull ostduk för skor), som alla genomförs i ett känt område av bekämpningsmedel behandlade turfgrass 9, 10, 11, 12. Av de ovan nämnda metoder, Kalifornien rullbaserade metoder ge den mest repeterbara strategi för att kvantifiera blad överförbara bekämpningsmedelsrester; kan dock jämförelsevis mer aggressiva metoder såsom sko blanda överföra mer rester av bekämpningsmedel, som också är användbar i riskbedömningar. Hand torka metoder ger en jämförelsevis ökad förmåga att kontakta unika behandlade turfgrass vegetationsytor. Denna metod ger mer relevant information för nondietary intag av bekämpningsmedel, som hand till mun kontakt är en gemensam process i samband med denna exponeringsväg.
Turfgrass canopy dynamik varierar kraftigt mellan de båda arterna och användningsplatser. Arter varierar vanligen i växtsätt och säsong, samt blad konsistens och densitet, vilket påverkar bekämpningsmedel sprut avlyssning och fysiologiska processer 3, 13. Hanterings ingångar kan variera kraftigt mellan användningsplatser, och inom en användning webbplats baserat på platsspecifika förväntningar. Till exempel, Bermudagrass (Cynodon spp.) Används i anpassade klimat som en golfbana putting green yta som är typiskt bevattnade och mown> 5 gånger per vecka (gräsklipp uppsamlades) vid 0,3 till 0,4 cm, samt en nonirrigated utility marktäcke som kan slås <1 gånger per vecka (gräsklipp tillbaka) på 1,5 till 6,3 cm. Tidigare forskning har visat överförbara rester bladbekämpningsmedels kan variera mellan olika arter inom ett användningsplatsen,och påverkas av bevattning och klippmetoder 14, 15. Ytterst variationen mellan turfgrass system hämmar genomförandet av en universell metod för att kvantifiera överlåtbara bladbekämpningsmedelsrester. Därför metodval optimera utvärderingar av mänskliga risk bör omfatta pesticide-, process-, plats- och artspecifika kriterier. Syftet med denna studie var att karakterisera olika metoder som används för att kvantifiera överlåtbara bladbekämpningsmedelsrester, och markera villkor som bör beaktas när man väljer en metod för ett givet experiment.
Protocol
Representative Results
Discussion
Regulating agencies have not identified a specific method to quantify transferable pesticide residues from turfgrass. This research supports utilizing different methods based on site- and exposure process-specific criteria, as they all have utility for human risk assessments. However, they all have limitations that researchers should be cognizant of prior to their use. Lastly, turfgrass species is not a site selection parameter currently stated in transferable pesticide residue protocols, and this research builds on prev…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Khalied Ahmed, Laney McKnight and Drew Pinnix for field and laboratory assistance, as well as the Lake Wheeler Turfgrass Field Laboratory support staff, including Dustin Corbett and Marty Parish, for maintaining research areas. This work was partially supported by the North Carolina State University Center for Turfgrass Environmental Research and Education.
Materials
| 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 degree 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 |
References
- Milesi, C. Mapping and modeling the biogeochemical cycling of turf grasses in the United States. Environ. Manag. 36, 426-438 (2005).
- Turgeon, A. J. . Turfgrass management. , (2008).
- 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).
- 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).
- . Overview of Risk assessment in the Pesticide Program [Internet] Available from: https://www.regulations.gov/document?D=EPA-HQ-OPPT-2009-0157-0003 (2016)
- . OCSPP Harmonized Test Guidelines – Master List [Internet] Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-11/documents/ocspp-testguidelines_masterlist-2015-11-19.pdf (2015)
- . Occupational and Residential Exposure Test Guidelines – OPPTS 875.1100 Dermal Exposure – Outdoor Available from: https://www.epa.gov/pesticide-science-and-assessing-pesticide-risks/overview-risk-assessment-pesticide-program (1996)
- Fuller, R. Modified California roller for measuring transferable residues on treated turfgrass. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 787-794 (2001).
- Klonne, D. Comparative study of five transferable turf residue methods. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 771-779 (2001).
- Rosenheck, L. Determination of a standardized sampling technique for pesticide transferable turf residues. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 67 (6), 780-786 (2001).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
