Nguyen Dang Giang Chau * , Le Thi My Dieu , Ho Xuan Anh Vu , Trinh Ngoc Bang Thanh and Huynh Thi Tuy Ngoc

* Corresponding author: (chaundg@hueuni.edu.vn)

Abstract

Pesticide residue in soil is a major concern for the scientific community and environmental managers. This study aims to figure out how temperature affects the degradation rate of fipronil in soil under laboratory experiment. Experimental systems were designed according to EFSA guidelines (European Food Safety Authority). Three tested temperature included: 30oC, 40oC and 50oC. Dissipation models of fipronil were identified, which followed pseudo first-order kinetics with R2 > 0.7. Half-life times of fipronil in soil at 30oC, 40oC and 50oC were 26.3, 17.9, and 2.3 days, respectively. These results demonstrated the significant influence of temperature on the degradation process. Degradation kinetics of pesticides in soil plays a crucial role in assessing their life cycle in the natural environment, determining their chemical degradation potential, supporting risk forcasting, safe use guidance, and the development of appropriate management policies.
Keywords: Fipronil, Degradation rate in soil, Half-life time, Activation energy

Tóm tắt

Sự tồn lưu của các HCBVTV trong môi trường đất đã và đang trở thành mối quan tâm lớn đối với cộng đồng khoa học và các nhà quản lý môi trường. Nghiên cứu này tập trung tìm hiểu vai trò của nhiệt độ đối với tốc độ phân hủy của thuốc trừ sâu fipronil trong môi trường đất. Một hệ thí nghiệm đã được thiết kế theo hướng dẫn của EFSA (Cơ quan an toàn thực phẩm Châu Âu). Ba mức nhiệt độ khảo sát gồm30 oC, 40 oC, 50 oC. Phương trình động học phân hủy của fipronil trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau đã được xác định và tuân theo động học biểu kiến bậc 1 với hệ số xác định R2 > 0.7. Thời gian bán hủy của fipronil trong đất ứng với 3 mức nhiệt độ khảo sát lần lượt là: 26,3 ngày, 17,9 ngày, 2,3 ngày, chứng minh ảnh hưởng lớn của nhiệt độ đến quá trình phân hủy. Việc nghiên cứu động học phân hủy các HCBVTV trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chu trình tồn tại của chúng trong môi trường tự nhiên, xác định khả năng phân hủy hóa học, từ đó hỗ trợ việc dự báo nguy cơ ô nhiễm, hướng dẫn sử dụng an toàn và xây dựng các chính sách quản lý phù hợp.
Từ khóa: Fipronil, Tốc độ phân hủy trong đất, Thời gian bán hủy, Năng lượng hoạt hóa

Article Details

References

AOAC International. (2016). Appendix F: Guidelines for standard method performance requirements. In Official Methods of Analysis of AOAC International.

Beulke, S., Dubus, I. G., Brown, C. D., & Gottesbüren, B. (2000). Simulation of pesticide persistence in the field on the basis of laboratory data: A review. Journal of Environmental Quality, 29(5), 1371–1379.

El-Aswad, A. F., Mohamed, A. E., & Fouad, M. R. (2024). Investigation of dissipation kinetics and half-lives of fipronil and thiamethoxam in soil under various conditions using experimental modeling design by Minitab software. Scientific Reports, 14, 13275.

European Food Safety Authority. (2010). Guidance for evaluating laboratory and field dissipation studies to obtain DegT50 values of plant protection products in soil. EFSA Journal, 8(12), 1936.

Laabs, V., Wehrhan, A., Pinto, A., Dores, E. F. G. C., & Amelung, W. (2007). Pesticide fate in tropical wetlands of Brazil: An aquatic microcosm study under semi-field conditions. Chemosphere, 67(5), 975–989.

Lehotay, S. J. (2007). Official Method 2007.01: Pesticide residues in foods by acetonitrile extraction and partitioning with magnesium sulfate. Journal of AOAC International, 90(2), 485–520.

Organisation for Economic Co-operation and Development. (2002). Test No. 307: Aerobic and anaerobic transformation in soil (OECD Guidelines for the Testing of Chemicals). OECD Publishing.

Organisation for Economic Co-operation and Development. (2016). Guidance document for conducting pesticide terrestrial field dissipation studies. OECD Publishing.

Singh, N. S., Sharma, R., Singh, S. K., & Singh, D. K. (2021). A comprehensive review of environmental fate and degradation of fipronil and its toxic metabolites. Environmental Research, 199, 111316.

Tomazini, R., Saia, F. T., van der Zaan, B., Grosseli, G. M., Moreira, J. C., & Oliveira, R. T. D. (2021). Biodegradation of fipronil: Transformation products, microbial characterisation and toxicity assessment. Water, Air, & Soil Pollution, 232, 302.

U.S. Environmental Protection Agency. (2006). Data evaluation report: Modeling fate and transport from turf (MRID No. 46936103).