Sensitivity of cyanobacteria to herbicides commonly used in aquatic systems: Implications for controlling harmful algal blooms.
Environ Toxicol Chem · 2026 · 45:1681-1692 · PMID 41936074 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 비발암 건강영향 > 생식독성 · 식물 · 실험투여
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수질과 부영양화는 유해한 남세균 대증식의 주요 동인이다. 영양염류 부하 증가, 수체 순환 불량 및 온도는 자연 및 양식 시스템 내 수생 생물에 해로울 수 있는 돌리코스퍼뭄(Dolichospermum)과 마이크로시스티스(Microcystis)와 같은 독성 남세균의 대증식을 유발한다. 미국 환경보호국에서 승인한 조개풀 살균제인 황산구리는 특히 양식 시스템에서 남세균 대증식을 억제하기 위해 흔히 사용되어 왔다. 효과적이지만, 구리의 반복적인 연간 사용은 시간이 지남에 따라 수생 시스템 내 축적으로 이어질 수 있다. 제초 방제를 위해 양식 시스템에서 사용되는 유기 제초제는 적용 후 분해될 수 있으며 남세균 대증식을 제한할 수도 있으나, 다양한 남세균 종에 대한 그 효능은 잘 정의되어 있지 않다. 돌리코스퍼뭄 속(Dolichospermum spp.)과 마이크로시스티스 아에루고나(Microcystis aeruginosa)는 남세균에 미치는 영향을 특성화하기 위해 15가지 제초제(2,4-디클로로페녹시아세트산, 비스피리바카드 나트륨, 황산구리, 디콰트 디브로마이드, 디우론, 엔도탈, 과산화수소, 이마자파이어, 이마자목스, 플루리돈, 플루믹사진, 글리포세이트, 페녹스술람, 토프라메존, 트라이클로피르)에 노출되었다. 각 제초제에 대해 성장률, 엽록소 및 피코시아닌 농도를 측정하기 위한 용량-반응 시험이 수행되어 저해 농도(IC50)를 도출하였다. 그 결과, M. aeruginosa의 성장은 구리, 디우론, 디콰트, 과산화수소 및 페녹스술람에 의해 억제되었으며, 이 중 디우론이 가장 낮은 IC50 값을 보여 M. aeruginosa를 통제하는 데 가장 효과적인 화학 물질임을 나타냈다. 돌리코스퍼뭄 속의 성장은 비스피리바카드 나트륨, 구리, 디우론, 디콰트 디브로마이드, H2O2 및 페녹스술람에 의해 억제되었으며, 이 중 디우론과 페녹스술람 모두 구리보다 낮은 IC50 값을 가졌다. 본 연구는 일반적으로 사용되는 제초제가 돌리코스퍼뭄 속과 M. aeruginosa에 미치는 영향을 포괄적으로 개관하며 대안적인 관리 전략에 대한 통찰력을 제공하지만, 유기 제초제의 장기적 효능을 특성화하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.ORIGINAL ABSTRACT
Water quality and eutrophication are major drivers of harmful cyanobacterial blooms. Issues arising from increased nutrient loads, poor water circulation, and temperature influence blooms of toxic cyanobacteria, such as Dolichospermum and Microcystis, which can be detrimental to aquatic organisms in natural and aquaculture systems. Copper sulfate, a U. S. Environmental Protection Agency-approved algicide, has been commonly used to control cyanobacterial blooms, especially in aquaculture systems. While effective, repeated annual use of copper can lead to accumulation in aquatic systems over time. Organic herbicides, which can degrade after application, used in aquaculture systems for weed control may also limit cyanobacterial blooms; however, their efficacy toward different cyanobacterial species is not well defined. Dolichospermum spp. and Microcystis aeruginosa were exposed to 15 herbicides (2,4-dichlorophenoxyacetic acid, bispyribac sodium, copper sulfate, diquat dibromide, diuron, endothall, hydrogen peroxide, imazapyr, imazamox, fluridon, flumioxazin, glyphosate, penoxsulam, topramezone, and triclopyr) to characterize their effects on cyanobacteria. Dose-response testing was conducted for each herbicide to measure growth rates, chlorophyll, and phycocyanin concentrations to derive inhibitory concentrations (IC50s). Results demonstrated that M. aeruginosa growth was inhibited by copper, diuron, diquat, hydrogen peroxide, and penoxsulam, with diuron having the lowest IC50, indicating it was the most effective chemical for controlling M. aeruginosa. Dolichospermum spp. growth was inhibited by bispyribac sodium, copper, diuron, diquat dibromide, H2O2, and penoxsulam, with both diuron and penoxsulam having lower IC50 values than copper. The research provides a comprehensive overview of how commonly used herbicides affect Dolichospermum spp. and M. aeruginosa, offering insight into alternative management strategies; however, additional research is needed to characterize the long-term efficacy of organic herbicides.| 저자 | Barrick, A.; Ahmed, M. S.; Hinz, F. O.; Wilson, P. C.; Beck, B. H.; Hoang, T. C. |
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| 저널 | Environmental toxicology and chemistry |
| 권·호·쪽 | 45(6), 1681-1692 |
| PMID | 41936074 |
| DOI | 10.1093/etojnl/vgag090 |
| MeSH | Herbicides; Water Pollutants, Chemical; Harmful Algal Bloom; Cyanobacteria |