BioavailabilityofPesticidesto
BenthicInvertebrates
TheRoleofAquaticBiofilmsandHumicSubstances
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FacultyofNaturalResourcesandAgriculturalSciences
DepartmentofAquaticSciencesandAssessment
Uppsala
DoctoralThesis
SwedishUniversityofAgriculturalSciences
Uppsala2011
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Bioavailability of Pesticides to Benthic Invertebrates: The Role of
AquaticBiofilmsandHumicSubstances
Abstract
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Contents
ListofPublications
7
Abbreviations
9
1
1.1
1.2
1.3
Introduction
OrganicContaminantsinAquaticEnvironments
ContaminantUptakeinBenthicInvertebrates
OrganicMatterandBioavailabilityinAquaticEnvironments
11
11
12
14
ObjectivesofthisThesis
16
MaterialsandMethods
TestOrganismsandSubstances
ExperimentalDesign(PapersIͲIV)
3.2.1BioavailabilityofChlorpyrifosinBottomSubstrateswith
DifferentSourcesofOrganicMatter(PapersIͲII)
3.2.2FateandUptakeofInsecticidesalongDOMͲgradients(PaperIII)
3.2.3SorptionofInsecticidestoSizeͲFractionsofDifferentDOM
(PaperIV)
17
17
19
2
3
3.1
3.2
19
21
23
4
4.1
4.2
4.3
5
6
25
ResultsandDiscussion
BioavailabilityofChlorpyrifosinBottomSubstrateswithDifferent
SourcesofOrganicMatter(PapersIͲII)
4.1.1SedimentMicrobesandBiofilmPositivelyAffectBioavailability
(PaperI)
4.1.2EPSandHSNegativelyAffectBioavailability(PaperII)
FateandUptakeofInsecticidesalongDOMͲgradients(PaperIII)
SorptionofInsecticidestoSizeͲfractionsofDifferentDOM(PaperIV)
4.3.1InsecticidesSorptiontotheColumn
4.3.2AlternativeApproaches
25
27
30
33
34
36
ConclusionsandFuturePerspectives
37
Svensksammanfattning
39
25
References
43
Tack! 49
ListofPublications
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ͳͲ 1 Introduction
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1.1 OrganicContaminantsinAquaticEnvironments
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1.2 ContaminantUptakeinBenthicInvertebrates
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1.3 OrganicMatterandBioavailabilityinAquaticEnvironments
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2 ObjectivesofthisThesis
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‡ˆˆ‡…–•‘ˆ“—ƒŽ‹–›ȋ…‘‡”…‹ƒŽŽ›ƒ˜ƒ‹Žƒ„Ž‡‘”ǡ‘”‡š–”ƒ…–‡†ƒ–
‘—” Žƒ„‘”ƒ–‘”›Ȍ ƒ† “—ƒ–‹–› ȋŽ‘™ǡ ‡†‹— ƒ† Š‹‰ŠȌ ‘ ’‡•–‹…‹†‡
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Š›†”‘’Š‘„‹…‹–› ȋ…ƒ”„‘ˆ—”ƒǡ Ž‹†ƒ‡ ƒ† …ŠŽ‘”’›”‹ˆ‘•Ȍ ‹ ƒ ‘†‡Ž
ˆ”‡•Š™ƒ–‡”‡…‘•›•–‡™‹–Š’”‹ƒ”›’”‘†—…‡”ȋƒ“—ƒ–‹…„‹‘ˆ‹Ž•Ȍƒ†
’”‹ƒ”› …‘•—‡”• ȋ–Š‡ •ƒ‹Ž Theodoxus fluviatilisȌ ƒ– –Š”‡‡
†‹ˆˆ‡”‡– …‘…‡–”ƒ–‹‘• ‘ˆ †‹••‘Ž˜‡† ‘”‰ƒ‹… ƒ––‡” ȋǢ Ž‘™ǡ
‡†‹—ƒ†Š‹‰ŠȌǤ
‡˜ƒŽ—ƒ–‡ –Š‡ •‘”’–‹‘ „‡Šƒ˜‹‘—” ‘ˆ ‹•‡…–‹…‹†‡• ™‹–Š †‹ˆˆ‡”‡–
Š›†”‘’Š‘„‹…‹–› ȋ…ƒ”„‘ˆ—”ƒǡ Ž‹†ƒ‡ ƒ† …ŠŽ‘”’›”‹ˆ‘•Ȍ –‘ ‘ˆ
†‹ˆˆ‡”‡–‘”‹‰‹ƒ†…‘’Ž‡š‹–›ǡƒ†ƒŽ•‘–‘“—ƒ–‹ˆ›’ƒ”–‹–‹‘‹‰‘ˆ
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ͳ͸ 3 MaterialsandMethods
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‹…Ž—†‡†‹–Š‹•–Š‡•‹•Ǥ‘”‘”‡†‡–ƒ‹Ž‡†‹ˆ‘”ƒ–‹‘‘‡ƒ…Š•–—†›ǡ
”‡ˆ‡”–‘–Š‡•’‡…‹ˆ‹…’ƒ’‡”‹–Š‡ƒ’’‡†‹šǤ
3.1 TestOrganismsandSubstances
Š‡–‡•–‘”‰ƒ‹••—•‡†ȋƒ’‡”•ȂȌƒ”‡„‡–Š‹…‹˜‡”–‡„”ƒ–‡•™‹–Š
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3.2 ExperimentalDesign(PapersI––IV)
3.2.1 BioavailabilityofChlorpyrifosinBottomSubstrateswithDifferentSources
ofOrganicMatter(PapersIͲII)
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3.2.2 FateandUptakeofInsecticidesalongDOMͲgradients(PaperIII)
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ʹʹ 3.2.3 SorptionofInsecticidestoSizeͲfractionsofDifferentDOM(PaperIV)
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ʹͶ 4 ResultsandDiscussion
4.1 BioavailabilityofChlorpyrifosinBottomSubstrateswith
DifferentSourcesofOrganicMatter(PapersIͲII)
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4.1.1 SedimentMicrobesandBiofilmsPositivelyAffectBioavailability(PaperI)
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4.1.2 EPSandHSNegativelyAffectBioavailability(PaperII)
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4.2 FateandUptakeofInsecticidesalongDOMͲgradients
(PaperIII)
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4.3 SorptionofInsecticidestoSizeͲfractionsofDifferentDOM
(PaperIV)
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4.3.1 InsecticideSorptiontotheColumn
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