OCENA RYZYKA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH DLA ORGANIZMÓW LĄDOWYCH Obliczanie i ocena ryzyka dla organizmów glebowych i pszczół Ćwiczenie nr 3 Mgr Małgorzata Semik Politechnika Rzeszowska

CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z ogólnymi metodami dotyczącymi ocena ryzyka dla organizmów glebowych i pszczół poznanie prostych modeli obliczeń ryzyka związków chemicznych dla organizmów glebowych i pszczół

EKOSYSTEM LĄDOWY Ocena działania i ryzyka stwarzanego przez środki chemiczne dla środowiska lądowego jest złożona. Ekosystem lądowy obejmuje organizmy żyjące na powierzchni i ponad powierzchnią gruntu, w glebie oraz w wodach gruntowych. Najłatwiej przeprowadzać testy na roślinach lądowych, znacznie trudniej na bezkręgowcach ale najtrudniej na kręgowcach: ptakach i ssakach (znaczna mobilność na dużych obszarach, zagożenie chorobami itp) Jest dużo dostępnych, (choć wzajemnie nie zawsze spójnych) wytycznych dotyczących przeprowadzania testów na organizmach lądowych.

WYTYCZNE 1. DYREKTYWA UE 91/414/EWG zawiera szczegółową ocenę niektórych lądowych grup nie-docelowych, takich jak kręgowce lądowe, pszczoły, inne stawonogi nie-docelowe, dżdżownice oraz glebowe mikroorganizmy, a także dodatkowej oceny spowodowanej przez właściwości losowe. określa wymogi dotyczące danych dla ekotoksykologii lądowej i badania ekotoksykologiczne, które mogą być przeprowadzane na organizmach lądowych. 2. SANCO/10329/2002 - wytyczne dotyczące ekotoksykologii lądowej, wersja końcowa 2 poprawiona z 17 października 2002 3. SANCO/4145/2000 – wytyczne dotyczące oceny ryzyka dla ptaków i ssaków, zgodne z dyrektywą 91/414/EWG

WYTYCZNE 4. ESCORT II/2002 – wytyczne dotyczące oceny ryzyka dla NTA ( Nie-docelowych stawonogów) 5. SETAC – wytyczne na temat procedur dotyczących badania wpływu pestycydów na NTA 6. EPPO – procedury Rady Europy dotyczące oceny ryzyka środowiskowego 7. ISO, OECD – wytyczne do badań ekotoksykologicznych i ich analizy statystycznej

ŚRODOWISKO GLEBOWE Obecnie rozpatruję się skutki oddziaływania substancji dla organizmów glebowych narażonych na bezpośredni kontakt z glebą i wodą gruntową. Substancje chemiczne mogą przedostać się do gleby różnymi drogami: przez stosowanie osadów ściekowych w rolnictwie lub przez bezpośrednie zastosowanie środków chemicznych. Proponowana strategia szacowania skutków dla środowiska glebowego opiera się na skutkach działania związków chemicznych na organizmy glebowe

SZACOWANIE SKUTKÓW DLA ORGANIZMÓW GLEBOWYCH MAKROORGANIZMY GLEBOWE Dżdżownice Skoczogonki (Collembola) Roztocza (Gamasida) MIKROORGANIZMY GLEBOWE

SZACOWANIE SKUTKÓW DLA MAKROORGANIZMÓW GLEBOWYCH Gatunek reprezentatywny: dżdżownica Eisenia foetida foetida Eisenia foetida andrei klasyfikowane jako dwa oddzielne gatunki badania ekotoksykologiczne najczęściej prowadzi się na Eisenia foetida andrei

TESTY TOKSYCZNOŚCI DLA MAKROORGANIZMÓW GLEBOWYCH Testy zgodne z wytycznymi ISO 11268-2, ISO 11268-3 OECD 207, oraz OECD 222 Jeżeli makroorganizmy glebowe - mogą być narażone na kontakt z substancją aktywną, należy przeprowadzić badania: TEST OSTREJ TOKSYCZNOŚCI NA DŻDŻOWNICACH TESTY TOKSYCZNOŚCI SUBLETALNEJ NA DŻDŻOWNICACH BADANIE WYŻSZEGO RZĘDU - BADANIA POLOWE

TEST OSTREJ TOKSYCZNOŚCI NA DŻDŻOWNICACH Test zgodny z metodyką OECD 207, przeprowadzony na jednym gatunku gł. Eisenia foetida andrei Test przeprowadza się w laboratorium w warunkach sztucznej gleby Badanie jest zawsze zalecane tam, gdzie możliwe jest zanieczyszczenie gleby Jest to krótki standardowy test szacunkowy w celu wykrycia działania na dżdżownice, po narażeniu na powłoki ciała lub przez przewód pokarmowy

PROJEKTOWANIE TESTU OSTREJ TOKSYCZNOŚCI DLA DŻDŻOWNIC METODYKA: Czas ekspozycji: 14 dni Podłoże: sztuczna gleba z dodatkiem badanej substancji w różnych stężeniach Obserwacje: przeprowadza się po 7 i 14 dniach licząc żywe dżdżownice WYNIKI: Graficzne przedstawienie zależności śmiertelności dżdżownic wyrażonego w % od stężenia badanej substancji Wylicza się LC 50 przy użyciu standardowych metod, podając to stężenie w mg badanej substancji na kg suchej masy, oraz NOEC LC 50 – stężenie substancji wywołujące śmierć 50% badanych zwierząt w okresie doświadczalnym

TESTY TOKSYCZNOŚCI SUBLETALNEJ NA DŻDŻOWNICACH Test zgodny z metodyką OECD 222, oraz ISO 11268-2 przeprowadzony na jednym z gatunku gł. Eisenia foetida lub Eisenia andrei Konieczny wówczas, jeżeli w badaniu ostrego ryzyka TER jest mniejszy niż 10, oraz DT90>100 dni Badane są skutki subletalne Test powinien dostarczać danych na temat stężenia NOEC oraz określać skutki dla wzrostu, reprodukcji i zachowania dżdżownic

BADANIA POLOWE NA DŻDŻOWNICACH Test zgodny z metodyką ISO 11268-3 (1999) Badanie konieczne jest wówczas, jeżeli wartość TER z dwóch poprzednich badań, jest mniejszy niż 10 w badaniu ostrym i mniejszy niż 5 w badaniu długotrwałym (długoterminowym) Wynik końcowy: zmiana liczebności i dynamiki populacji

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA DŻDŻOWNIC Narażenie wyrażone jest jako PECsoil czyli przewidywane stężenie polowe danej substancji w glebie. OCENA RYZYKA Standardowa ocena ryzyka dla dżdżownic opiera się na wartościach TER – Toksycity Exposure Ratio (WTN), który obliczamy ze wzoru:

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA DŻDŻOWNIC Obliczanie współczynnika ryzyka TER (toksyczność/ ekspozycja): LC50 / NOEC TER = ------------------------------ PEC soil TER ostry = LC50 (mg substancji/kg)/ PECsoil (krótkookresowe, mg/kg) TER chroniczny = NOEC (mg substancji/kg)/ PECsoil (długookresowe, mg/kg)

OCENA RYZYKA – ANALIZA POZIOMU TESTÓW 14 days exposure Poziom I: Ostry test toksyczności TER < 10, lub DT90f ≥ 100 TER > 10 Poziom II: Przewlekły test toksyczności Brak ryzyka TER > 5 Poziom III: Pola doświadczalne TER < 5 Oszacowanie ryzyka

SZACOWANIE RYZYKA DLA INNYCH NIE-DOCELOWE MAKROORGANIZMY GLEBOWE Badania na poziomie funkcjonalnym: Test worków na śmieci Badania na poziomie gatunku: Reprezentatywne gatunki: Skoczogonki (Collembola) Roztocza (Gamasida) Stosowane do badań wstępnych przeprowadzanych na poziomie gatunku

TESTY NA POZIOMIE GATUNKU Test rozmnażania Skoczogonek (Collembola) Przeprowadzony na najbardziej reprezentatywnym gatunku Falsonia candida Test zgodny metodyką ISO 11267:1999 Test wykorzystywany w wielu laboratoriach na świecie do oceny skutków działania substancji chemicznych na pożyteczne stawonogi glebowe. Wynik badania to ECx - stężenie powodujące (50% lub inny obliczony procent wyrażony jako x) zmniejszenie rozrodu w porównaniu z kontrolą po 14 dniach trwania testu (maksymalnie po 3 tygodniach)

TESTY NA POZIOMIE FUNKCJONALNYM Test worków na śmieci w warunkach polowych Stosowany dla substancji trwałych. Test jest wymagany zawsze tam gdzie możliwe jest zanieczyszczenie ziemi a DT 90 jest większe niż 365 dni Badanie jest warunkowe, jeżeli DT 90 wynosi od 100 do 365 dni; Test przeprowadza się na polu w miejscu uprawnym gdzie zakopuje się worki Minimalny czas badania: 6 miesięcy Utrata wagi oraz tempo degradacji materii organicznej są punktami końcowymi badania.

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA MEZOFAUNY NIE-DOCELOWEJ Narażenie wyrażone jest jako PECsoil czyli przewidywane stężenie polowe danej substancji w glebie. OCENA RYZYKA Dane z badań rozmnażania Collembola lub z badań roztoczy glebowych są traktowane w procesie oceny ryzyka jako wartości TER

SZACOWANIE SKUTKÓW DLA MIKROORGANIZMÓW GLEBOWYCH Test zgodny z procedurami SETAC oraz OECD 212 . Test dostarcza informacji oraz wystarczających danych potrzebnych do oceny wpływu agrochemikaliów na działalność mikrobiologiczną w glebie, dotyczących transformacji azotu i mineralizacji węgla. Badania wymagane są zawsze tam, gdzie możliwe jest zanieczyszczenie gleby. Oceny narażenia i ryzyka dokonuje się bezpośrednio po badaniu, poprzez obliczenie ilości wytworzonych azotanów i porównaniu z próbą kontrolną. Jeżeli różnica jest większa niż 25% (po 28 dniach) to badania są kontynuowane przez 100 dni. Wynik badania to ECx – stężenie efektywne – stężenie badanej substancji w glebie powodujące zahamowania przemian azotu do azotanów o x%

OPCJE ŁAGODZENIA RYZYKA Możliwości łagodzenia ryzyka w przypadku organizmów glebowych są ograniczone. Istnieją możliwości zmniejszenia narażenia poprzez: redukcja tempa stosowania liczby zastosowań ograniczenia stosowania tylko do szklarni

EKOTOKSYKOLOGIA LĄDOWA – ATMOSFERA Metody określające działanie substancji chemicznych obecnych w powietrzu na określone gatunki nie zostały jeszcze w pełni rozwinięte. Możliwa jest tylko jakościowa ocena ryzyka. W większości wypadków dane z testów krótkoterminowych są niewystarczające, Konieczne są testy długoterminowe, zwłaszcza ważne są dane z testów długoterminowej toksyczności chronicznej Najbardziej popularne testy to te z udziałem pszczół miodnych

SZACOWANIE RYZYKA DLA BEZKRĘGOWCÓW LĄDOWYCH Gatunek reprezentatywny: STAWONOGI LĄDOWE - Pszczoła miodna (Apis mellifera) Testy na pszczołach umożliwiają oszacowanie skuteczności działania insektycydów przeciwko gatunkom szkodliwym

TESTY TOKSYCZNOŚCI NA PSZCZOŁACH Testy zgodne z wytycznymi EPPO 170, OECD 213 oraz OECD 214 Jeżeli pszczoły miodne mogą być narażone na kontakt z substancją aktywną, należy przeprowadzić badania: OSTREJ TOKSYCZNOŚCI DOUSTNEJ OSTREJ TOKSYCZNOŚCI KONTAKTOWEJ TEST NA BADANIE POZOSTAŁOŚCI TESTY WYŻSZEGO RZĘDU – BADANIA PROWADZONE W KLATKACH, TUNELACH, NAMIOTACH LUB BADANIA TERENOWE

TEST OSTREJ TOKSYCZNOŚCI POKARMOWEJ DLA PSZCZÓŁ Test przeprowadza się zgodnie z metodyką OECD 213, OECD 214, EPPO 170 Test przeprowadza się w warunkach laboratoryjnych Badanie wykonywane jest w celu określenia toksyczności doustnej (pokarmowej) herbicydów i innych substancji chemicznych na pszczoły

PROJEKTOWANIE TESTU OSTREJ TOKSYCZNOŚCI DLA PSZCZÓŁ METODYKA Czas ekspozycji: 48 godzin, a w razie przedłużenia badania nawet 96 Obserwacje: pierwsze po 4 godzinach od rozpoczęcia badania, potem po 24 i 48 a w razie przedłużenia badania po 72 i 96, licząc martwe pszczoły WYNIKI: Wynik badania powinien zostać przedstawiony jako DL50 - statystycznie wyliczona pojedyncza dawka substancji, która powoduje śmiertelność 50% zwierząt. Wartość LD50 - wyraża się jako μg badanej substancji na zwierzę doświadczalne- pszczołę.

TEST OSTREJ TOKSYCZNOŚCI KONTAKTOWEJ DLA PSZCZÓŁ Test przeprowadza się zgodnie z metodyką OECD 213, OECD 214, EPPO 170 Test przeprowadza się w warunkach laboratoryjnych Badanie wykonywane jest w celu określenia toksyczności kontaktowej insektycydów i innych substancji chemicznych na pszczoły

PROJEKTOWANIE TESTU OSTREJ TOKSYCZNOŚCI DLA PSZCZÓŁ METODYKA Czas ekspozycji: 48 godzin, a w razie przedłużenia badania nawet 96 Obserwacje: pierwsze po 4 godzinach od rozpoczęcia badania, potem po 24 i 48 a w razie przedłużenia badania po 72 i 96, licząc martwe pszczoły WYNIKI: Wynik badania powinien zostać przedstawiony jako DL50 - statystycznie wyliczona pojedyncza dawka substancji, która powoduje śmiertelność 50% zwierząt. Wartość LD50 - wyraża się jako μg badanej substancji na zwierzę doświadczalne- pszczołę.

TEST NA BADANIE POZOSTAŁOŚCI Test dostarcza informacji do oceny zagrożeniu pszczół pozostałościami substancji aktywnych środków ochrony roślina na roślinach uprawnych Jako wynik testu podaje się średni czas letalny LT50 po 24 godzinnym narażeniu Jeśli LT50 przekracza osiem godzin - nie są konieczne dalsze badania.

BADANIA WYŻSZEGO RZĘDU NA PSZCZOŁACH Testy przeprowadzone zgodnie z wytyczą EPPO 170 Badania prowadzone w klatkach, tunelach, namiotach lub badania terenowe Badania powinny dostarczyć informacji umożliwiających dokonanie oceny ewentualnych zagrożeń stwarzanych przez środek ochrony roślin i wpływających na zachowanie się pszczół, przeżywalność i rozwój ich populacji.

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA PSZCZÓŁ Narażenie wyrażone jest jako pojedyncza dawka stosowania danego produktu wyrażona w g/ha OCENA RYZYKA Standardowa ocena ryzyka dla pszczół opiera się na wartościach HQ (Hazard Quotient), który obliczamy ze wzoru:

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA PSZCZÓŁ Współczynnik ryzyka dla pszczół (dawka/toksyczność) – ILORAZ ZAGROŻENIA (HQ) Obliczamy ze wzoru: MAKSYMALNA POJEDYNCZA DAWKA [g /ha] HQ = ---------------------------------------------------------- LD 50 [g / pszczołę]

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA PSZCZÓŁ Iloraz zagrożenia dla narażenia doustnego – (QHO) = dawka/toksyczność doustna LD50 (μg substancji aktywnej na pszczołę) Iloraz zagrożenia dla narażenia kontaktowego – (QHC) = dawka/toksyczność kontaktowa LD50 (μg substancji aktywnej na pszczołę) gdzie: dawka = najwyższa dawka przewidziana do zarejestrowania podana w gramach substancji aktywnej na hektar (g/ha)

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA PSZCZÓŁ Uzgodniono, że jeżeli - Aneks VI Dyrektywa 91/414/EWG HQ < 50 NISKIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, NIE WYMAGA SIĘ DALSZYCH BADŃ HQ > 50 WYSOKIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, WYMAGANE SĄ DALSZYCH BADANIA

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA PSZCZÓŁ HQ < 50 NISKIE ( NIEISTOTNE) RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, BRAK OGRANICZEŃ 50 < HQ < 2500 ŚREDNIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, PEWNE OGRANICZENIA HQ > 2500 WYSOKIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, ZNACZNE OGRANICZENIA STOSOWANIA

OCENA RYZYKA – ANALIZA POZIOMU TESTÓW obliczanie HQ HQ >50 TESTY PODSTAWOWE I RZĘDU obliczanie HQ HQ < 50 RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, WYMAGANE SĄ DALSZYCH BADANIA BADANIA WYŻSZEGO RZĘDU NA PSZCZOŁACH Badania prowadzone w klatkach, tunelach, namiotach lub badania terenowe NISKIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, NIE WYMAGA SIĘ DALSZYCH BADŃ WYSOKIE RYZYKO DLA PSZCZÓŁ, REJESTRACJA „SZKODLIWE DLA PSZCZÓŁ”

OPCJE ŁAGODZENIA RYZYKA Można złagodzić ryzyko poprzez: Czas stosowania (np. stosowanie wieczorem, kiedy pszczoły nie latają, nie stosowanie podczas lotu pszczół) Adaptacja Dobrej Praktyki Rolniczej – GAP (np. nie stosowanie podczas kwitnienia upraw) Praktyka agronomiczna (np. pokrycie gleby ściółką przed zastosowaniem produktu ochrony roślin)

SZACOWANIE RYZYKA DLA INNYCH NIE-DOCELOWYCH STAWONOGÓW Gatunki reprezentatywne: Drapieżne roztocza (Typhlodromus pyri) Pasożytnicze osy (Aphidius rhopalosiphi) Dodatkowo badania prowadzi się na: Biedronka siedmiokropka Coccinella septempunctata Dziubałeczek wielożerny Orius laevigatus

WYTYCZNE SETAC – procedury opisujące zestaw obowiązkowych badań oddziaływania środków ochrony roślin na stawonogi nie będące obiektami zwalczania NTA. ESCORT 2 – dokument przewodni zawierający wytyczne na temat badań prowadzonych na Nie docelowych stawonogach (NTA).

PROJEKTOWANIE TESTÓW DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH BADANIA STANDARDOWE - I RZĘDU Badania przeprowadza się w laboratorium Standardowe badanie płytek szklanych z użyciem Typhlodromus pyri i Aphidius rhopalosiphi Materiał użyty do badań to normalna roślinność lub gleba Określa się LR50 LR50 – tempo śmiertelne stosowania powodujące 50% śmiertelności wśród badanej grupy

PROJEKTOWANIE TESTÓW DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH BADANIA WYŻSZEGO RZĘDU Badania wyższego poziomu wymagane są, jeżeli oceny poziomu I wskażą możliwość zaistnienia ryzyka. Mogą obejmować: ROZSZEŻONE BADANIA LABORATORYJNE (badania naturalnego substratu, zmierzające do działań śmiertelnych i subśmiertelnych), BADANIA PÓŁ-POLOWE BADANIA POLOWE

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH Ocena narażenia i ocena ryzyka przeprowadzana jest oddzielnie dla stawonogów nie-docelowych żyjących na polu i poza nim Narażenie stawonogów nie-docelowych wyrażane jest w kategoriach natężenia stosowania (g/ha lub ml/ha)

OCENA NARAŻENIA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH Narażenie na polu = natężenie stosowania * MAF Narażenie poza polem = natężenie stosowania * MAF * (czynnik unoszenia / czynnik dystrybucji roślinności) gdzie: natężenie stosowania – max zaaplikowana dawka (g/ha lub ml/ha) MAF - Multiple Application Factor – czynnik wielokrotnego stosowania zaleca się przyjęcie wartości 3 ( jeżeli ilość dawkowań nie jest podana) czynnik unoszenia czynniki dystrybucji – 10

OCENA RYZYKA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH OCENA RYZYKA na polu - STANDARDOWA Na tym poziomie ryzyko opisane jest jako współczynnik ryzyka: HQ HQ w polu = narażenie na polu / LR50 Uzgodniono że jeżeli: HQ < 2 NISKIE RYZYKO, BRAK DALSZYCH BADAŃ HQ ≥ 2 WYSOKIE RYZYKO,WYMAGANE SĄ DALSZE BADANIA

OCENA RYZYKA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH OCENA RYZYKA poza polem - STANDARDOWA Na tym poziomie ryzyko opisane jest jako współczynnik ryzyka: HQ HQ poza polem = narażenie poza polem/ LR50 * czynnik korekty gdzie: czynnik korekty - uwzględnia niepewność odnośnie wrażliwości gatunku, wartość domyślna 10 Uzgodniono że jeżeli: HQ < 2 NISKIE RYZYKO, BRAK DALSZYCH BADAŃ HQ ≥ 2 WYSOKIE RYZYKO,WYMAGANE SĄ DALSZE BADANIA

OCENA RYZYKA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH 50 LR MAF Application Rate HQ field In ´ = - factor ty uncertain LR on distributi vegetation drift MAF Rate n Applicatio HQ field Off 50 ´ ÷ ø ö ç è æ = -

OCENA RYZYKA DLA STWONOGÓW NIE DOCELOWYCH OCENA RYZYKA – WYŻSZEGO POZIOMU na polu Efekty śmiertelne lub subśmiertelne wynoszące poniżej 50%, i czas wyzdrowienie mniejszy niż 1 rok: RYZYKO JEST AKCEPTOWALNE poza polem Efekty śmiertelne lub subśmiertelne wynoszące poniżej 50%, i czas wyzdrowienia w określonym czasie: RYZYKO JEST AKCEPTOWALNE

OCENA RYZYKA – ANALIZA POZIOMU TESTÓW Poziom I Wyższy poziom Wymagane dane Ocena ryzyka Wymagane dane Ocena Ryzyka poza polem w polu HQ ≥ 2 dla 1 lub obu gatunków Testy wyższego poziomu + 1 dodatkowy gatunek Efekty < 50% dla wszystkich testowanych gatunków / regeneracja w ciągu 1 roku Niskie ryzyko dla NTA obliczanie HQ w polu dla obu gatunków HQ < 2 Dla obu gatunków Brak dalszych testów Niskie ryzyko dla NTA wartości LR50 T. pyri i A. rhopalosiphi Brak dalszych testów Niskie ryzyko dla NTA HQ < 2 Dla obu gatunków Efekty < 50% dla wszystkich testowanych gatunków / regeneracja w ciągu określonego czasu Niskie ryzyko dla NTA obliczanie HQ poza polem dla obu gatunków HQ ≥ 2 dla 1 lub obu gatunków Testy wyższego poziomu + 2 dodatkowe gatunki 49

OPCJE ŁAGODZENIA RYZYKA W celu złagodzenia działań na stawonogi nie-docelowe na obszarze uprawnym, można zmodyfikować następujące specyfikacje użycia: Częstotliwość i odstępy czasowe stosowania Czas stosowania (faza uprawy) Obszary niepoddane opryskom W celu zmniejszenia działań na obszarach poza polami, istnieją następujące opcje: Strefy buforowe Pasy wiatrochronne

Dziękuję za uwagę