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 白蟻專用藥→德國拜耳特滅多之成份為芬普尼(FIPRONIL)

芬普尼概述(FIPRONIL)

 
         
 

ENVIRONMENTAL FATE OF FIPRONIL
芬普尼在環境中的現象

Pete Connelly
Environmental Monitoring Branch
Department of Pesticide Regulation
California Environmental Protection Agency
P.O. Box 4015
Sacramento, CA 95812-4015

 

芬普尼(C12H4C12F6N4OS)於1987年被發現1993年發表,而在1996年正式在美國核准上市成為殺蟲劑。製成芬普尼餌劑並廣泛的利用於殺蟑或滅蟻,以及對付各種跳蚤蟋蟀蝗蟲白蟻和啃食植物根部為生的寄生昆蟲。
芬普尼的作用效果類似除蟲菊、有機磷或氨基甲酸鹽製之殺蟲劑 (Kidd and James 1991; University of Minnesota 2001; Bobe et al., 1997),其主要作用於幼蟲或是成蟲階段。
相較於對這些殺蟲劑有抗藥性的生物所研發,目前較新型的生物賀爾蒙殺蟲劑是種阻礙昆蟲γ-胺基丁酸受體(γ-aminobutyric acid type A receptor,GABA Receptor)接受生長激素的物質,截斷生長激素訊息傳導,使目標昆蟲無法順利進入下一個生長階段,這類型非競爭性抑制子(noncompetitive blocker)殺蟲劑,芬普尼即是一例。
芬普尼最主要的作用機制在於阻斷神經元中氯離子通道,藉此改變細胞內外電壓平衡,移除原本訊息傳遞反應中的抑制子,促成神經元活動不降反升,而讓神經元過度反應(Kidd and James, 1991)。
另外Cole在1993實驗證實了芬普尼干擾氯離子在GABA通道中的活動。
在適量的濃度下,芬普尼誘導神經元過度反應而造成昆蟲的死亡。
另外有實驗中指出芬普尼毒性作用的選擇專一性,對於昆蟲以及哺乳動物而言,芬普尼對於昆蟲GABA上的受體有較高的親和力,所以芬普尼對於哺乳動物的危害較小。

 
         
 

芬普尼化學式

 

物理/化學性質

CAS編號:120068-37-3

分子量:437.2

溶解力:
 水中:
(pH=5) 0.0024 g/l
(pH=9) 0.0022 g/l
丙酮:545.9 g/l
乙烷:0.028 g/l
辛烷:12.2 g/l

熔點:
200-201℃

熔點(工業級):
195.5-203℃

蒸氣壓:
3.7 × 10-4 mPa @ 25℃

亨利定律常數:
3.7 x 10-5 (Pa m3/mol)

log Kow = 4.01
Koc (average value) = 803

 
         
 

芬普尼環境性質

水解作用之半衰期:
22°C: (pH 9.1) = 1,100 days, (pH 7.1) = 1,390 days,
32°C: (pH 9.1) = 11.3 days, (pH 7.1) = 15.6 days
光分解作用(水中):4.1小時
含氧水性環境半衰期:14.5天
光分解作用(土中):34天
田野中消散半衰期:102-160天
含氧土讓中半衰期:630-693天
厭養土讓中半衰期:123天

毒性:
急性口服半數致死劑量(LD50)(大鼠):97 mg/kg
急性口服半數致死劑量(LD50)(小鼠):95 mg/kg
急性注射半數致死劑量(LD50)(兔):354 mg/kg
急性接觸半數致死劑量(LD50)(大鼠)>2000 mg/kg
急性吸入性半數致死劑量(LD50)(小鼠):0.682 mg/l air (四小時)

生態毒性數據:
急毒性
 虹鱒96小時毒性測試LC50: 0.248 ppm
 大翻車魚96小時毒性測試LC50: 0.085 ppm
 羊首魚小魚96小時毒性測試LC50: 0.13 ppm
 小蝦96小時毒性測試LC50: 0.000140 ppm
 水蚤48小時毒性測試LC50: 0.19 ppm
 野鴨口服半數致死劑量LD50>2000 mg/kg
 野鴨五天口服LC50 (Mallard 5-day Dietary LC50)>5000 mg/kg
 鴣口服半數致死劑量LD50:11.3 mg/kg
 鴣五天口服LC50 (Mallard 5-day Dietary LC50):49mg/kg

慢性毒性
 無脊椎動物(水蚤)生命週期最低無抑制濃度(NOEC):0.0098 ppm
 野鴨生殖力NOEC:1000 ppm
 鴣生殖力NOEC:10 ppm
 魚類(虹鱒)早期生命階段NOEC:0.0066 ppm
 魚類(虹鱒)早期生命階段最小影響濃度(LOEC):0.015 ppm

 
         
 

芬普尼的環境流佈

◎空氣中
芬普尼的蒸氣壓(3.7 × 10-4 mPa @ 25℃)與亨利定律系數(3.7 x 10-5 Pa m3/mol)數值較低,顯示芬普尼是一種不易揮發散布於空氣之中的化學物質。
所以,只有將芬普尼製成噴霧狀灑劑施灑於空氣中 ,不然空氣中幾乎無法察覺芬普尼的存在。
(The British Crop Protection Council, 1997; U.S. EPA, 1996)

◎土壤中(吸附與移動力)
芬普尼對於土壤吸收與移動的KOC值為803,這個數值指出土壤對於芬普尼的吸收力較高(Mede, 1997; DPR 2001),表示芬普尼在土壤中的移動力較為微弱,也不易向下滲透到地下水層,造成地下水層的嚴重汙染(U.S. EPA 1996; Burr, 1997)。
依照美國環境保護署(U.S EPA)公告土壤表面的芬普尼降解作用是經由緩慢的光降解作用加上微生物降解,而在土壤表面以下之芬普尼則傾向主要都是由微生物的作用來降解芬普尼。
(U.S. EPA, 1996)。
一則比較性的論文研究中利用三種不同的土壤來測定芬普尼的土壤吸附性,發現芬普尼在土壤中的吸附與土壤中的有機碳含量成呈現正相關(Bobe et al., 1997),另一則類似的論文則以芬普尼之一級代謝產物來試驗在土壤中的吸附與解吸附作用,文中以芬普尼分解過程中產生的硫化物在四種土壤及一種沉積砂土中做為測定方式,指出芬普尼產生之硫化代謝產物在不同的土壤中的移動性從低移動性到非常微弱,並沒有觀察到硫化物移動到較深土層的現象。

◎田野中的自然消散
有實驗指出芬普尼在裸露土壤表面的自然消散半衰期為33-37天,在草地上則為12-15天。
芬普尼的光降解作用在壤土(loamy soil)中較慢,半衰期約為34天。
在含氧的環境試驗中,說明土壤中的有機體的存在是造成芬普尼的降解的主要因素,發現在砂壤土(Sandy loam)中芬普尼分解半衰期為122天,經由代謝產生的amide以及sulfone分別佔27-38%及14-24%(U.S. EPA, 1996)。
另外有試驗選用尼泊爾的尼亞美地區兩塊未經耕種過區域(1)Banizoumbou以及(2)Saguia做藥性測試,試驗前,試驗區域施以8g a.i. / ha的芬普尼做前處理,三天之後再施用標準劑量25%量的芬普尼做為試驗劑量。
實驗中,作者偵測到四種芬普尼的代謝產物,
包含:
(A)Sulide:在土壤中由還原反應產生硫化物;
(B)Amide:在水中或是土中經由水解作用產生的氨基化合物;
(C)Sulfone:在土壤中氧化反應產生;
(D)Desulfinyl photodegradate。

Sulfone degradate的產生在整個降解反應發生的前三天迅速產生,之後即降低生成的速率。
作者發現到的另一個現象為地表10公分以下之土層不易發現芬普尼以及其代謝物的痕跡。
並且在第14以及第28天的時候,地表0-10公分的土層中又分裂成兩個區塊(0-5公分)以及(5-10公分)而其中芬普尼的分布明顯的在地表0-5公分的中含量較高,芬普尼的濃度分別為:

(1) Banizoumbou地區:0.002 ppm至最低偵測值(0.0001 ppm),半衰期接近36小時;
(2) Saguia地區:0.001至0.0002 ppm。

~上述資料來自教育部防治入侵紅火蟻輔導團電子報~

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