《Journal of Hazardous Materials》：Ecotoxicological assessment of dinotefuran on plankton communities in a freshwater microcosm system
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尽管第三代新烟碱类杀虫剂呋虫胺（dinotefuran，DIN）在全球地表水中被广泛检出，但其对水生群落的生态影响仍不明确。研究人员基于中国海南儋州稻田附近野生淡水池塘沉积物，构建了包含浮游生物-沉水植物-斑马鱼的室内多营养级微宇宙系统，系统评估了DIN对淡水
尽管第三代新烟碱类杀虫剂呋虫胺（dinotefuran，DIN）在全球地表水中被广泛检出，但其对水生群落的生态影响仍不明确。研究人员基于中国海南儋州稻田附近野生淡水池塘沉积物，构建了包含浮游生物-沉水植物-斑马鱼的室内多营养级微宇宙系统，系统评估了DIN对淡水浮游生物群落的毒性效应与生态风险。结果表明，环境浓度水平的DIN显著改变了浮游生物群落结构与功能属性，暗示初级生产力受损及水生食物网营养传递受阻，该结果经显微镜检与环境DNA（environmental DNA，eDNA）宏条形码技术双重验证。其代谢产物在沉积物和斑马鱼内脏器官中均被检出。群落水平响应阈值低于最低名义测试浓度（0.4 μg/L），且该暴露组实测浓度在实验部分时段低于分析定量限（0.229 μg/L）。该阈值远低于海南岛野外实际检出水平。上述发现挑战了当前将DIN视为低风险新烟碱类的认知，证实其在环境浓度下即可能损害水生生态系统稳定性。
研究背景
新烟碱类杀虫剂因高效广谱的内吸性而被广泛应用，其中第三代产品呋虫胺（DIN）因较强的环境迁移性，在中国长江流域、日本稻田及中国南方人工水道等地表水中频繁检出，浓度可达纳克每升至微克每升级别。现有单一物种毒性数据多显示其对藻类、大型溞和鱼类急性毒性较低，已有中宇宙研究也未发现其对底栖昆虫群落有明显负面影响。然而，浮游生物作为水生食物网的核心枢纽，其受DIN影响的系统性评估尚属空白。同时，单一物种或简化系统难以揭示污染物引发的间接效应与营养级联作用。此外，传统显微镜检与新兴环境DNA（eDNA）宏条形码技术各有局限，缺乏二者整合应用于DIN生态风险评估的研究。因此，针对DIN在浮游生物群落层面的生态风险、多营养级互作机制以及方法学整合，存在明确的研究缺口。
技术方法
研究人员采集中国海南儋州稻田周边野生淡水池塘沉积物，构建包含浮游生物、沉水植物、斑马鱼的多营养级室内微宇宙系统，设置不同浓度梯度的DIN暴露实验。研究整合光学显微镜定量与eDNA宏条形码技术，对浮游生物群落动态进行连续监测；采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测水体、沉积物及斑马鱼组织中的DIN及其代谢产物残留；结合群落结构分析、功能属性评估与营养级关系解析，系统评价DIN的生态毒理效应。
研究结果
环境归趋与代谢产物分布
DIN在水体中降解符合一级动力学，半衰期为30天（初始浓度250 μg/L）。其代谢产物UF（1-甲基-3-（四氢-3-呋喃甲基）脲）在水体中的浓度始终高于DN（1-甲基-3-（四氢-3-呋喃甲基）胍）。DIN及其代谢产物可在沉积物和斑马鱼内脏器官中检出，表明其具有生物富集潜力与环境持久性。
环境浓度下的多维生态风险
研究发现，低至0.4 μg/L的环境相关浓度即可引发生态相关效应。DIN暴露抑制绿藻等敏感类群，导致浮游生物群落结构发生显著偏移，并改变群落演替轨迹。群落水平响应阈值甚至低于最低名义测试浓度，且在部分时段实测浓度低于定量限（0.229 μg/L），提示极低剂量即可产生生态效应。
讨论与结论
研究证实，DIN对浮游生物群落的生态风险被当前认知低估。其通过干扰初级生产者与消费者间的相互作用，可能削弱水生生态系统的能量流动与物质循环功能。这一发现对完善新烟碱类杀虫剂的生态风险评估框架具有重要科学价值，建议将多营养级群落响应纳入农药环境安全评价体系。研究由海南大学团队完成，获国家自然科学基金资助，相关成果发表于《Journal of Hazardous Materials》。
