Can an aquatic macrophyte bioaccumulate glyphosate? Development of a new method of glyphosate extraction in Ludwigia peploides and watershed scale validation.
Chemosphere · 2017 · 185:975-982 · PMID 28753903 · 등급8 기타 분석법개발 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 환경시료
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글리포세이트는 농경지에서 집중적으로 사용되며 비표적 습지 생태계에서도 빈번하게 검출된다. 부유성 수생식물인 루드비지아 페플로이데스(Ludwigia peploides)는 미국 하천에 널리 분포하며 풍부한 종이다. 따라서 본 연구의 목적은 (1) L. peploides 내 글리포세이트 추출 및 정량화 방법론을 확립하고 검증하는 것과 (2) 농업 유역에서 이 종이 잠재적인 글리포세이트 생물 모니터 역할을 하는지 평가하는 것이었다. 우리는 L. peploides 잎으로부터 글리포세이트를 추출하는 새로운 방법을 개발하였다. 해당 방법의 회수율은 $117\pm 20\%$였고 매트릭스 효과는 $20\%$였다. 환경 시료를 이용하여 이 방법을 검증하기 위해, 2016년 3월에 엘 크레스포 하천의 8개 모니터링 지점에서 L. peploides 식물을 채집하였다. 글리포세이트 측정을 위해 표층수 및 퇴적물 시료가 동시에 채집되었으며 생체농축계수(BCFs)와 생물-퇴적물 축적계수(BSAFs)를 계산하였다. 글리포세이트는 잎에서 $94.11\%$의 샘플에서 검출되었으며, 농도는 $4$부터 $108 \mu\text{g/kg}$ 범위였다. 글리포세이트는 표층수와 퇴적물에서 각각 $75\%$ 및 $100\%$의 샘플에서 검출되었으며, 농도는 각각 $0$부터 $1.7 \mu\text{g/L}$ 및 $5-10.50 \mu\text{g/kg}$ 건중량 범위였다. 평균 BCF와 BSAF는 각각 $88.10 \text{ L/Kg}$ 및 $7.61$이었다. 이러한 결과는 L. peploides가 주로 표층수에 존재하는 생체이용성 글리포세이트를 생물농축함을 시사한다. 이러한 측면에서, L. peploides는 글리포세이트를 생물농축하는 능력 외에도 채집이 용이하고 이동성이 제한적이기 때문에 담수 수생태계의 글리포세이트 수준을 평가하기 위한 생물 모니터 개체로 사용될 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is intensively used in agricultural fields and it is frequently detected in non-target wetland ecosystems. The floating hydrophyte Ludwigia peploides is widely distributed in American streams and it is an abundant species. Therefore, our objectives were (1) to establish and validate an extraction and quantification methodology for glyphosate in L. peploides and (2) to evaluate the role of this species as a potential glyphosate biomonitor in an agricultural watershed. We developed a new method of glyphosate extraction from leaves of L. peploides. The method recovery was 117± 20% and the matrix effect 20%. To validate the method using environmental samples, plants of L. peploides were collected in March 2016 from eight monitoring sites of El Crespo stream. Surface water and sediment samples were collected at the same time to measure glyphosate and to calculate bioconcentration factors (BCFs) and biota-sediment accumulation factors (BSAFs). Glyphosate was detected in 94.11% in leaves, the concentrations ranging between 4 and 108 μg/kg. Glyphosate was detected in surface water and sediments at 75% and 100% of the samples, at concentrations that varied between 0 and 1.7 μg/L and 5-10.50 μg/kg dry weight, respectively. The mean BCFs and BSAFs were 88.10 L/Kg and 7.61, respectively. These results indicate that L. peploides bioaccumulates glyphosate mainly bioavailable in the surface water. In this sense, L. peploides could be used as a biomonitor organism to evaluate glyphosate levels in freshwater aquatic ecosystems because, in addition to its capacity to bioconcentrate glyphosate, it is easy to sample and it has a restricted mobility.| 저자 | Pérez, D. J.; Okada, E.; Menone, M. L.; Costa, J. L. |
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| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 185, 975-982 |
| PMID | 28753903 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2017.07.093 |
| MeSH | Agriculture; Ecosystem; Environmental Monitoring; Glycine; Herbicides; Onagraceae; Rivers; Water; Water Pollutants, Chemical; Wetlands; Glyphosate |