Fate of glyphosate and its degradation products AMPA, glycine and sarcosine in an agricultural soil: Implications for environmental risk assessment.
J Hazard Mater · 2023 · 447:130847 · PMID 36696778 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · AMPA
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글리포세이트는 아미노메틸포스포닉산(AMPA) 및 사르코신/글라이신 경로를 통해 생분해될 수 있으며, 이 과정에서 세 가지 중간 생성물인 AMPA, 사르코신 또는 글라이신이 형성된다. 토양 내 글리포세이트 생분해의 세 가지 중간 화합물의 운명, 특히 비추출 잔류물(NERs)의 특성(무해한 생원성 [NERsbiogenic] 대 유해한 외인성 [NERsxenobiotic])은 아직 연구되지 않았다. 이 정보는 글리포세이트 중간체에서 기인할 수 있는 글리포세이트 유래 NERs의 종별화와 관련된 환경 위험 평가에 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 13C- 및 15N-표지된 글리포세이트(2-$^{13}$C, $^{15}$N-글리포세이트)와 그 분해 산물인 AMPA($^{13}$C, $^{15}$N-AMPA), 사르코신($^{13}$C$_3$, $^{15}$N-사르코신) 또는 글라이신($^{13}$C$_2$, $^{15}$N-글리신)을 농업 토양에 각각 75일 동안 배양하였다. $^{13}$C$_2$-글라이신과 $^{13}$C$_3$-사르코신은 2-$^{13}$C-글리포세이트 및 $^{13}$C-AMPA에 비해 빠르게 광물화되었다. $^{13}$C-AMPA의 광물화율이 네 화합물 중 가장 낮았는데, 이는 그 물질의 지속성 때문이다. 75일 후 초기 첨가된 2-$^{13}$C, $^{15}$N-글리포세이트의 0.5%만이 토양에서 추출되었으며, 초기 첨가된 $^{13}$C, $^{15}$N-AMPA의 약 30%가 여전히 존재하였다. $^{13}$C, $^{15}$N-AMPA로부터 형성된 NERs는 다른 세 화합물과 비교하여 대부분 NERsxenobiotic이었으며, 이들 중에서는 상당량의 NERsbiogenic이 확인되었다. 2-$^{13}$C, $^{15}$N-글리포세이트가 두 가지 생분해 경로를 동시에 통해 분해되는 것이 관찰되었으나, 무해한 NERsbiogenic을 형성하는 사르코신/글라이신 경로가 우세했을 것으로 추정된다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate can be biodegraded via the aminomethylphosponic acid (AMPA) and the sarcosine/glycine pathway leading to the formation of three intermediate products AMPA, sarcosine or glycine. The fate of the three intermediate compounds of glyphosate biodegradation including nature of non-extractable residues (NERs; harmless biogenic [NERsbiogenic] versus hazardous xenobiotic [NERsxenobiotic]) in soils has not been investigated yet. This information is crucial for an assessment of environmental risks related to the speciation of glyphosate-derived NERs which may stem from glyphosate intermediates. Therefore, we incubated 13C- and 15N-labeled glyphosate (2-13C,15N-glyphosate) and its degradation product AMPA (13C,15N-AMPA), sarcosine (13C3,15N-sarcosine) or glycine (13C2,15N-glycine) in an agricultural soil separately for a period of 75 days. 13C2-glycine and 13C3-sarcosine mineralized rapidly compared to 2-13C-glyphosate and 13C-AMPA. The mineralization of 13C-AMPA was lowest among all four compounds due to its persistent nature. Only 0.5% of the initially added 2-13C,15N-glyphosate and still about 30% of the initially added 13C,15N-AMPA was extracted from soil after 75 days. The NERs formed from 13C,15N-AMPA were mostly NERsxenobiotic as compared to other three compounds for which significant amounts of NERsbiogenic were determined. We noticed 2-13C,15N-glyphosate was biodegraded via two biodegradation pathways simultaneously; however, the sarcosine/glycine pathway with the formation of harmless NERsbiogenic presumably dominated.| 저자 | Aslam, S.; Jing, Y.; Nowak, K. M. |
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| 저널 | Journal of hazardous materials |
| 권·호·쪽 | 447, 130847 |
| PMID | 36696778 |
| DOI | 10.1016/j.jhazmat.2023.130847 |
| MeSH | Sarcosine; Soil; alpha-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic Acid; Xenobiotics; Herbicides; Glycine; Risk Assessment; Soil Pollutants; Glyphosate |