- Dr. ¡Carys ¡L. ¡Mitchelmore ¡
¡ Aqua6c ¡Toxicology ¡Laboratory, ¡ UMCES, ¡Chesapeake ¡Biological ¡Laboratory ¡
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Neonico6noids and the Chesapeake Bay An overview of - - PowerPoint PPT Presentation
Neonico6noids and the Chesapeake Bay An overview of Aqua6c Toxicity Concerns October 28 th , 2015 Pes6cides an the Chesapeake Bay Watershed Project
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(e.g. ¡66% ¡of ¡214 ¡aqua&c ¡ invertebrate ¡toxicity ¡studies ¡ reviewed ¡by ¡Morrissey ¡et ¡al.,2015) ¡ ¡
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Many ¡product ¡ labels ¡list ¡ groundwater ¡ contamina&on ¡ poten&al ¡
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Geometric ¡means ¡derived ¡from ¡acute ¡toxicity ¡tests ¡(24-‑96h ¡L[E]C50) ¡by ¡taxa ¡and ¡ac&ve ¡compound ¡ ¡
Increasing ¡ ¡ Rela6ve ¡ Toxicity ¡ ¡
Many ¡species: ¡ ¡ Acute ¡<1ppb ¡ Chronic ¡<0.01ppb ¡
Table ¡from ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡ ¡
NOTE: ¡Log ¡scale; ¡L[E]C50 ¡24-‑96hr. ¡ ¡From ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡(lines ¡are ¡geometric ¡means) ¡ Open ¡bars ¡are ¡examples ¡of ¡common ¡test ¡species ¡for ¡three ¡different ¡orders ¡
Standard ¡ Invertebrate ¡ ¡ Test ¡Species ¡ ¡ Caddisflies ¡ Mayflies ¡ Acute ¡and ¡Chronic ¡Toxicity ¡ range ¡0.1 ¡– ¡0.3 ¡ug/L ¡(ppb) ¡
137 ¡laboratory ¡tests ¡with ¡42 ¡different ¡aqua&c ¡invertebrate ¡species ¡ (circles ¡: ¡aqua&c ¡insects; ¡triangles ¡: ¡crustaceans ¡ ¡From ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡ ¡
36 ¡laboratory ¡tests ¡with ¡18 ¡different ¡aqua&c ¡invertebrate ¡species ¡ (circles ¡: ¡aqua&c ¡insects; ¡triangles ¡: ¡crustaceans) ¡ ¡From ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡ ¡
From ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡(lines ¡are ¡geometric ¡means; ¡L[E]C50 ¡24-‑96hr) ¡
Dinotefuran ¡(DIN), ¡ ¡ Thiamethoxam ¡(THX), ¡ ¡ Acetamiprid ¡(ACE), ¡ ¡ Clothianidin ¡(CLO), ¡ ¡ Thiacloprid ¡(THC), ¡ ¡ Imidacloprid ¡(IMI). ¡
hgp://www.teara.govt.nz/en/diagram/11628/freshwater-‑food-‑web ¡
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Current ¡U.S. ¡EPA ¡: ¡ ¡ ¡1.05 ¡μg/L ¡(ppb) ¡for ¡longer ¡term ¡chronic ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡35 ¡μg/L ¡(ppb) ¡for ¡acute ¡short ¡term ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡17 ¡and ¡18.9 ¡μg/L ¡for ¡ ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡thiamethoxam ¡& ¡thialoprid ¡ ¡
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¡Proposed ¡new ¡WQ ¡values: ¡ ¡0.035 ¡μg/L ¡(ppb) ¡for ¡longer ¡term ¡chronic ¡(30x ¡less ¡EPA) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡0.2μg/L ¡(ppb) ¡for ¡acute ¡short ¡term ¡(18x ¡less ¡EPA) ¡ ¡ ¡
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¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡levels ¡correlated ¡with ¡% ¡urban ¡area ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Clothianidin ¡(24%), ¡Thiamethoxam ¡(21%): ¡ ¡ ¡posi&vely ¡related ¡to ¡% ¡land ¡use ¡in ¡ ¡ ¡cul&vated ¡crop ¡produc&on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Dinotefuran ¡(13%) ¡ ¡
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u ¡92% ¡of ¡samples ¡were ¡<100 ¡ng/L ¡ ¡ u ¡Median ¡of ¡19 ¡ng/L ¡ u ¡Max ¡level ¡Imidacloprid ¡140 ¡ng/L ¡ u ¡Max ¡level ¡Thiamethoxam ¡190 ¡ng/L ¡ ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2x ¡HIGHER ¡than ¡proposed ¡acute ¡threshold ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡of ¡0.2μg/L) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡12x ¡HIGHER ¡than ¡proposed ¡chronic ¡threshold ¡ ¡(Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡of ¡0.035μg/L) ¡
u Targeted ¡research ¡area ¡(in ¡2015 ¡USGS ¡study) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(Dr. ¡Vicky ¡Blazer ¡and ¡colleagues; ¡fish ¡health ¡study) ¡ ¡ u 3 ¡agriculturally ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡affected ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡streams ¡ ¡ ¡ u Detected ¡in ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡59% ¡of ¡all ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡samples ¡
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¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Clothianidin ¡> ¡Thiamethoxam ¡> ¡Imidacloprid ¡
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u Higher ¡levels ¡during ¡run-‑off ¡aier ¡crop ¡plan&ng ¡ u Total ¡[C&T] ¡range ¡ ¡ ¡11 ¡– ¡93 ¡ng/L ¡ ¡ ¡(0.093 ¡μg/L) ¡
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(1) Reviewed ¡in ¡Center ¡for ¡Food ¡Safety ¡Report ¡
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* ¡Highlights ¡many ¡studies ¡where ¡levels: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡> ¡Morrissey ¡et ¡al. ¡(2015) ¡proposed ¡
¡Acute ¡levels ¡@ ¡0.2 ¡ppb ¡
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* ¡Many ¡studies ¡also ¡above ¡the ¡current ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡U.S. ¡EPA ¡chronic ¡level ¡Imidacloprid ¡@ ¡1.05 ¡ppb ¡
* ¡Maryland ¡study ¡site ¡higher ¡than ¡USGS ¡report ¡ ¡ ¡25 ¡μg/L ¡(Johnson ¡& ¡Pews, ¡2014) ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡
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(2) ¡California ¡(2012 ¡Study) ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(DeLorenzo ¡et ¡al., ¡2012) ¡
* ¡Imidacloprid ¡detected ¡in ¡89% ¡sites ¡ ¡
* ¡19% ¡sites ¡exceed ¡U.S. ¡EPA ¡chronic ¡
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(3) ¡Morrissey ¡et ¡al., ¡2015 ¡ ¡ * ¡Reports ¡levels ¡of ¡Imidacloprid ¡up ¡to ¡320μg/L ¡
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MANY ¡STUDIES ¡SHOW ¡NEONICOTINOIDS ¡ABOVE ¡TOXICITY ¡THRESHOLD ¡LEVELS ¡
2014 ¡study ¡~270 ¡x ¡ higher ¡than ¡USGS ¡2015 ¡ MD ¡sites ¡ ¡
From: ¡Center ¡for ¡Food ¡Safety ¡Report, ¡September ¡2015 ¡
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Tidal ¡creeks, ¡ Rivers? ¡
IAN UMCES
Mol&ng? ¡ ¡ Other ¡sublethal ¡ Impacts? ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Eurytomora ¡affinis ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(Calanoid ¡copepod) ¡
Collected: ¡Middle ¡River, ¡ ¡ Upper ¡Chesapeake ¡Bay. ¡ ¡ March, ¡2005 ¡
Acar6a ¡tonsa ¡ ¡
Collected: ¡Narraganseg ¡Bay, ¡ Rhode ¡Island, ¡May ¡2003 ¡ ¡
hgps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Chesapeake_Waterbird_Food_Web.jpg ¡ ¡ hgp://zpkonline.com/photo-‑gallery/ ¡ copepods-‑lower-‑crustaceans/ ¡ eurytemora-‑affinis-‑weggs ¡
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u Current ¡aqua&c ¡benchmarks ¡may ¡not ¡be ¡protec&ve ¡for ¡aqua&c ¡invertebrates; ¡ ¡ ¡ ¡Imidacloprid ¡under ¡EPA ¡re-‑review ¡(expected ¡2018) ¡
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u Evidence ¡that ¡Neonico&noids ¡in ¡Maryland ¡streams ¡can ¡be ¡at ¡levels ¡harmful ¡to ¡aqua&c ¡ ¡invertebrates ¡and ¡ecosystem ¡services ¡ u Environmentally ¡relevant ¡levels ¡cause ¡mortality ¡to ¡mol&ng ¡juvenile ¡blue ¡crabs ¡ ¡ u Toxicity ¡risks ¡may ¡be ¡underes&mated ¡due ¡to; ¡ ¡ ¡ ¡* ¡Various ¡sublethal ¡effects, ¡delayed ¡and ¡indirect ¡effects ¡(food ¡web) ¡ ¡* ¡Detec&on ¡and ¡Toxicity ¡of ¡metabolites? ¡ ¡ ¡ ¡ ¡* ¡Mul&ple ¡mixtures ¡of ¡neonico&noids ¡commonly ¡detected ¡ ¡ ¡* ¡Addi&ve/synergis&c ¡effects ¡(parent, ¡metabolites, ¡co-‑stressors, ¡other ¡species) ¡ ¡ ¡e.g. ¡clothianidin ¡150x ¡more ¡toxic ¡in ¡presence ¡of ¡a ¡fungicide ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡(Wachendorff-‑Neumann ¡et ¡al., ¡2012) ¡ ¡