Phan Me is a midland-mountainous commune of Phu Luong district, Thai Nguyen province, Vietnam where the agricultural activities are predominant occupation. The investigation on the use of plant protection products in here showed that chemical pesticides have been commonly used in agricultural activities. Although some local people have a good attitude in using plant protection products, the status of using chemical pesticides that were not recommended (like Vofatox) has been quite popular due to the old cultivation customs. The local people have not applied any measures for wastewater treatment, or plant protection product package treatment. Besides, the use of plant protection products in higher concentration than recommendation for vegetables or crops caused the residues of toxics in agricultural products as well as in cultivation soil. The accumulation of toxic residues in the environment is a serious matter of concern because of their significant impact on the environment, agricultural ecosystem and human health. / Phấn Mễ là một xã trung du miền núi của huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam với hoạt động sản xuất nông nghiệp là chủ yếu. Qua thực tế điều tra tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) tại đây cho thấy hầu hết các loại hình sản xuất nông nghiệp đều sử dụng thuốc BVTV. Một số người dân đã có ý thức trong việc sử dụng thuốc BVTV tuy nhiên do tập quán canh tác từ lâu đời nên việc sử dụng các loại thuốc bị khuyến cáo, chẳng hạn như Vofatox, vẫn còn khá phổ biến. Người dân chưa tiến hành các biện pháp để xử lý nước thải, bao bì, vỏ chai thuốc BVTV sau khi sử dụng. Bên canh đó, họ còn sử dụng thuốc BVTV không đúng liều lượng cho một số loại cây rau để lại dư lượng thuốc trên nông sản cũng như đất canh tác. Sự tích lũy dư lượng của những chất độc hại này trong môi trường là vấn đề đáng lo ngại do sự ảnh hưởng nghiêm trọng của chúng đối với môi trường sống, hệ sinh thái nông nghiệp và sức khỏe con người.

The aim of this study is to assess the biological accumulation of pesticide residues in aquatic organisms in Sai Gon - Dong Nai (SG-DN) estuary. Fish and mollusks were collected directly at the Soai Rap and Long Tau estuary of the SG-DN river system, washed and separated for taking the tissue. The organochlorine compounds from the tissue were then extracted and analyzed by gas chromatography system. The results showed that, the concentration of OCPs in Tegillarca granosa, Meretrix lyrata, Margaritifera auricularia and Bostrychus sinensis varied from 6.4 to 59.9 μg/kg, 7.2 to 322 μg/kg, 4.5 to 62.1 μg/kg and 2.9 to 114.3 μg/kg fresh weight, respectively. In general, molluscs species that accumulate more heptachlor, aldrin, endrin or dieldrin tend to accumulate less DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane). Endosulfan was the most commonly found in three bivalve mollusks while DDTs (1.5–75.2 μg/kg, averaging 8.7 μg/kg weight) was the most popular OCPs in the fish (Bostrychus sinensis) samples. In DDT group, the p,p’-DDT metabolite accounted for the largest percentage, reaching 50% of total DDTs. In HCH (Hexachlorocyclohexane) group, β-HCH isomer was predominant in almost samples. / Mgr đích ccc nghiên cch này là đánh giá tích lũy sinh hhn ccn thuu trr sâu trong các sinh vvn ssnh dưưh nưưh ttư khu vvu ccu sông Sài Gòn - ĐĐn Nai (SG-DN). Cá và nhuyyu thh đưưy llư trry tiiy iicửa sông Soài RRà và Lòng Tàu thuu hh thhu sông SG-DN, đư-D rư- ss-D và tách llc phhh mô thht. Các hhc chh clo hho cơ sau đó đưưđ tách chii và phân tích bbch hh thhh ssh ký khí. Kết quả nghiên cứu cho thấy, dư lượng OCPs tích tụ trong sò điệp (Tegillarca granosa), ngao (Meretrix lyrata), trai nước ngọt (Margaritifera auricularia) và cá bớp (Bostrychus sinensis) dao động tương ứng từ 6,4 đến 59,9 μg/kg, 7,2 đến 322 μg/kg, 4,5 đến 62,1 μg/kg và 2,9 đến 114,3 μg/kg trọng lượng tươi. Nhìn chung, loài nhuyễn thể nào tích lũy nhiều heptachlor, aldrin, endrin hoăc dieldrin có xu hướng tích lũy ít DDT (Dichlorodiphenyltrichloroethane). Endosunfan là nhóm thuốc được tìm thấy nhiều nhất trong các loài nhuyễn thể nghiên cứu. Ngược lại, nhóm DDT lại phổ biến ở cá Bostrychus sinensis (1.5–75.2 μg/kg, trung bình 8.7 μg/kg trọng lượng). Dạng p.p’-DDT trong nhóm DDT chiếm tỷ lệ cao nhất, tới 50% DDT tổng. Trong khi đó, đồng dạng β-HCH của nhóm HCH (Hexachlorocyclohexane) chiếm đa số trong hầu hết các mẫu.

Pharmaka werden nach ihrer Einnahme bzw. Verabreichung über verschiedene Pfade in die Umwelt eingetragen. Obwohl Arzneimittel zu den toxikologisch best-untersuchten und -charakterisierten Stoffen gehören, ist ihre Wirkung auf die Umwelt und die darin lebenden Organismen weit weniger gut untersucht. Wenn in der Literatur Daten zur Ökotoxizität vorhanden sind, so beziehen sich diese meist nur auf die Wirkung von Einzelstoffen. In der Umwelt sind die Organismen jedoch gegenüber Mischungen exponiert. Aufgrund der geschilderten Problematik wurden eine Reihe von Arzneimitteln unterschiedlicher Indikationsgruppen einzeln und in Kombination mit dem Embryotest mit dem Zebrabärbling (Danio rerio, DarT) untersucht. Dieses Testsystem wurde durch Schulte & Nagel (1994) als Alternativmethode zum akuten Fischtest nach OECD 203 entwickelt und bietet den Vorteil neben letalen auch eine Reihe von subletalen Endpunkten erfassen zu können. Es handelt sich zudem nach dem deutschen Tierschutzgesetz nicht um einen Tierversuch. Die generelle Vergleichbarkeit der ermittelten Werte mit Daten aus akuten Fischtests nach OECD 203 sowie die Anwendbarkeit für verschiedenste Fragestellungen konnten in einer Reihe von Studien gezeigt werden (Nagel, 2002). Für die hier vorgestellten Untersuchungen wurden zunächst 32 Pharmaka und drei Pflanzenschutzmittel als Einzelstoffe mit dem DarT untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Einzelstofftests wurden Mischungen sowohl aus Substanzen mit ähnlichen als auch unähnlichen Wirkmechanismen getestet. Es zeigte sich, dass unabhängig vom Wirkmechanismus die Mischungstoxizität durch das Konzept der Konzentrationsadditivität gut vorhergesagt wurde, während das Konzept der Unabhängigen Wirkung die Mischungstoxizität unterschätzte. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die Kombination der Stoffe auf Basis der NOEC, die im DarT anhand der Herzschlagfrequenz nach 48 Stunden ermittelt wird, zu deutlichen Mischungseffekten führt.

Die Eutrophierung von Fließgewässern führt besonders im Frühjahr zur Zunahme der Biomasse des benthischen Aufwuchses. Dies kann zur reduzierter Infiltration von Wasser in die Gewässersohle führen und wichtige Funktionen von Fließgewässerökosystems stören. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass invertebrate Weidegänger (Grazer) in der Lage sind die Biomasse des Aufwuchses in Fließgewässern effektiv zu reduzieren. Diese wichtige ökologische Funktion, das benthische Grazing, kann dazu beitragen negative Effekte der Eutrophierung in Fließgewässern zu kompensieren. Relevante invertebrate Grazer sind unter anderem die Larven der Eintagsfliege Rhithrogena semicolorata, die hohe Biomassen in Fließgewässern erreichen und eine hohe Spezialisierung auf Aufwuchs zeigen. Die Larven von R. semicolorata sind während ihres einjährigen Lebenszykluses Pestiziden ausgesetzt, welche ihre Entwicklung beeinträchtigen können. Um die Effekte von Pestiziden auf die Entwicklung dieser wichtigen Grazer zu untersuchen wurden drei Expositionsszenarien in Anlehnung an reale Bedingungen im Freiland untersucht. Das erste Szenario untersucht die Effekten einer Exposition mit dem Herbizid Terbutryn auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion, wie sie im Herbst und zeitigen Frühjahr anzutreffen ist. Terbutryn verursachte ab 6 µg/L eine deutliche Reduktion der Aufwuchsquantität, was indirekt das Wachstum und die Fettreserven der Grazer verringerte. Die Grazer zeigten ab 0,6 µg/L eine deutliche erhöhte Drift. Da bei dieser Konzentration noch keine Effekte auf die Aufwuchsbiomasse detektiert wurde, ist dies ein Indiz für verringerte Qualität des Aufwuchses. Insektzide werden verstärkt im Frühjahr ausgebracht und beeinflussen die Entwicklung der Grazer direkt. Das zweite Szenario untersuchte die Effekte des Insektizids lambda-Cyhalotrhin (LCH) auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion. LCH ist stark lipophil und adsorbiert schnell an organisches Material und Aufwüchse in Gewässer, weshalb es besonders für aufwuchsfressende Organismen bioverfügbar ist. Neben den erwarteten letalen Effekten wurden in Bereichen um 1 µg/g OC bereits subletale Effekte auf das Driftverhalten sowie das Wachstum der Grazer gefunden. Die Fettreserven waren ab ca. 0,01 µg/g OC reduziert, was auf verringerte Fraßaktivität in diesen niedrigen Konzentrationsbereichen schließen lässt. Die Analyse des Aufwuchses zeigte einen indirekt Effekt von LCH auf die Aufwuchsentwicklung, der einerseits auf die erhöhte Mortalität der Grazer aber auch auf LCH-induzierte Verhaltensänderungen zurückgeführt werden konnte. Das finale Szenario befasste sich mit den Effekten der kombinierten Exposition von Herbizid und Insektizid, wie sie im Lebenszyklus von R. semicolorata auftreten. Dabei zeigte sich entgegen der Erwartung keine erhöhte Mortalität durch die kombinierte Exposition. Die Ergebnisse weisen jedoch daraufhin, dass die Reduzierung der physiologischen Kondition der Grazer, durch die indirekten Effekte von Terbutryn, in subletalen Konzentrationsbereichen von LCH die Dauer bis zur Wiedererholung verlängert. Außerdem zeigte sich am Ende eine erhöhte Aufwuchsbiomasse, was eine reduzierte Leistung des Grazings durch die kombinierte Exposition indiziert. / The eutrophication of running water ecosystems leads especially in spring to an increase of benthic biofilms or aufwuchs, which reduces the infiltration of water into the river bed and, hence, disturb important ecological functions. Different studies already showed that invertebrate grazers of running water ecosystems are able to reduce the aufwuchs biomass effectively. This important ecological function, the benthic grazing, can therefore contribute to compensate the negative effects of eutrophication in lotic ecosystems. Relevant grazers are for instance the larvae of the mayfly Rhithrogena semicolorata, which reach high biomasses in streams and show a high feeding specialisation on aufwuchs. During their on year lasting life cycle the larvae of R. semicolorata are exposed to different pesticides, which can disturb their development. To evaluate the effects of pesticides on the development of this important grazer three exposition scenarios were performed following real exposure patterns from the environment. In the first scenarios the effects of a solely exposure with the herbicide Terbutryn on the grazer-aufwuchs-interaction was investigated, as it occurs preferably during autumn and spring. Terbutryn induced a clear reduction of aufwuchs quantity at 6 µg/L, which indirectly affected the growth and the energy storages of the grazers. Furthermore, the grazers showed an increased drift activity at 0.6 µg/L. Considering that the aufwuchs biomass was not affected at this low concentrations, the increased drift was interpreted as an indirect effect of reduced aufwuchs quantity. Inseciticides are preferably applied during spring and are able to disturb the development of grazers directly. The second scenario investigated therefore the effects of the insecticide lambda-Cyhalothrin (LCH) on the grazer-aufwuchs-interaction. LCH has a high lipophilicity and thus rapidly binds to organic matter or aufwuchs after entering aquatic ecosystems. This behaviour leads to a increased bioavailability of this substance to aufwuchs feeding organisms. Apart from the expected lethal effects, sublethal effects in form of increased drift and reduced grazer growth were found in a range of 1 µg/g OC LCH. Moreover, the energy storages of grazers were reduced at 0,01 µg/g OC, which is an indication of disturbed feeding behaviour at this low concentration. The analysis of the aufwuchs revealed additionally an indirect effect of LCH on the aufwuchs development, which was caused by increased grazer mortality and behavioural changes of the grazers induced by sublethal LCH concentrations. The final scenario aimed on the effects of a combined exposure of herbicide and insecticide, as it occurs during the life cycle of R. semicolorata. A increased mortality of grazers, due to the combinded exporsure, was not found. However, the results indicate that the reduction of the physiological condition by the indirect effect of Terbutryn extends the time until grazers recover from sublethal LCH exposure. Finally, also an increased aufwuchs biomass was found in treatments with combined exposure, indicating a reduced performance of grazers exposed to both substances.

Die Eutrophierung von Fließgewässern führt besonders im Frühjahr zur Zunahme der Biomasse des benthischen Aufwuchses. Dies kann zur reduzierter Infiltration von Wasser in die Gewässersohle führen und wichtige Funktionen von Fließgewässerökosystems stören. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass invertebrate Weidegänger (Grazer) in der Lage sind die Biomasse des Aufwuchses in Fließgewässern effektiv zu reduzieren. Diese wichtige ökologische Funktion, das benthische Grazing, kann dazu beitragen negative Effekte der Eutrophierung in Fließgewässern zu kompensieren. Relevante invertebrate Grazer sind unter anderem die Larven der Eintagsfliege Rhithrogena semicolorata, die hohe Biomassen in Fließgewässern erreichen und eine hohe Spezialisierung auf Aufwuchs zeigen. Die Larven von R. semicolorata sind während ihres einjährigen Lebenszykluses Pestiziden ausgesetzt, welche ihre Entwicklung beeinträchtigen können. Um die Effekte von Pestiziden auf die Entwicklung dieser wichtigen Grazer zu untersuchen wurden drei Expositionsszenarien in Anlehnung an reale Bedingungen im Freiland untersucht. Das erste Szenario untersucht die Effekten einer Exposition mit dem Herbizid Terbutryn auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion, wie sie im Herbst und zeitigen Frühjahr anzutreffen ist. Terbutryn verursachte ab 6 µg/L eine deutliche Reduktion der Aufwuchsquantität, was indirekt das Wachstum und die Fettreserven der Grazer verringerte. Die Grazer zeigten ab 0,6 µg/L eine deutliche erhöhte Drift. Da bei dieser Konzentration noch keine Effekte auf die Aufwuchsbiomasse detektiert wurde, ist dies ein Indiz für verringerte Qualität des Aufwuchses. Insektzide werden verstärkt im Frühjahr ausgebracht und beeinflussen die Entwicklung der Grazer direkt. Das zweite Szenario untersuchte die Effekte des Insektizids lambda-Cyhalotrhin (LCH) auf die Grazer-Aufwuchs-Interaktion. LCH ist stark lipophil und adsorbiert schnell an organisches Material und Aufwüchse in Gewässer, weshalb es besonders für aufwuchsfressende Organismen bioverfügbar ist. Neben den erwarteten letalen Effekten wurden in Bereichen um 1 µg/g OC bereits subletale Effekte auf das Driftverhalten sowie das Wachstum der Grazer gefunden. Die Fettreserven waren ab ca. 0,01 µg/g OC reduziert, was auf verringerte Fraßaktivität in diesen niedrigen Konzentrationsbereichen schließen lässt. Die Analyse des Aufwuchses zeigte einen indirekt Effekt von LCH auf die Aufwuchsentwicklung, der einerseits auf die erhöhte Mortalität der Grazer aber auch auf LCH-induzierte Verhaltensänderungen zurückgeführt werden konnte. Das finale Szenario befasste sich mit den Effekten der kombinierten Exposition von Herbizid und Insektizid, wie sie im Lebenszyklus von R. semicolorata auftreten. Dabei zeigte sich entgegen der Erwartung keine erhöhte Mortalität durch die kombinierte Exposition. Die Ergebnisse weisen jedoch daraufhin, dass die Reduzierung der physiologischen Kondition der Grazer, durch die indirekten Effekte von Terbutryn, in subletalen Konzentrationsbereichen von LCH die Dauer bis zur Wiedererholung verlängert. Außerdem zeigte sich am Ende eine erhöhte Aufwuchsbiomasse, was eine reduzierte Leistung des Grazings durch die kombinierte Exposition indiziert. / The eutrophication of running water ecosystems leads especially in spring to an increase of benthic biofilms or aufwuchs, which reduces the infiltration of water into the river bed and, hence, disturb important ecological functions. Different studies already showed that invertebrate grazers of running water ecosystems are able to reduce the aufwuchs biomass effectively. This important ecological function, the benthic grazing, can therefore contribute to compensate the negative effects of eutrophication in lotic ecosystems. Relevant grazers are for instance the larvae of the mayfly Rhithrogena semicolorata, which reach high biomasses in streams and show a high feeding specialisation on aufwuchs. During their on year lasting life cycle the larvae of R. semicolorata are exposed to different pesticides, which can disturb their development. To evaluate the effects of pesticides on the development of this important grazer three exposition scenarios were performed following real exposure patterns from the environment. In the first scenarios the effects of a solely exposure with the herbicide Terbutryn on the grazer-aufwuchs-interaction was investigated, as it occurs preferably during autumn and spring. Terbutryn induced a clear reduction of aufwuchs quantity at 6 µg/L, which indirectly affected the growth and the energy storages of the grazers. Furthermore, the grazers showed an increased drift activity at 0.6 µg/L. Considering that the aufwuchs biomass was not affected at this low concentrations, the increased drift was interpreted as an indirect effect of reduced aufwuchs quantity. Inseciticides are preferably applied during spring and are able to disturb the development of grazers directly. The second scenario investigated therefore the effects of the insecticide lambda-Cyhalothrin (LCH) on the grazer-aufwuchs-interaction. LCH has a high lipophilicity and thus rapidly binds to organic matter or aufwuchs after entering aquatic ecosystems. This behaviour leads to a increased bioavailability of this substance to aufwuchs feeding organisms. Apart from the expected lethal effects, sublethal effects in form of increased drift and reduced grazer growth were found in a range of 1 µg/g OC LCH. Moreover, the energy storages of grazers were reduced at 0,01 µg/g OC, which is an indication of disturbed feeding behaviour at this low concentration. The analysis of the aufwuchs revealed additionally an indirect effect of LCH on the aufwuchs development, which was caused by increased grazer mortality and behavioural changes of the grazers induced by sublethal LCH concentrations. The final scenario aimed on the effects of a combined exposure of herbicide and insecticide, as it occurs during the life cycle of R. semicolorata. A increased mortality of grazers, due to the combinded exporsure, was not found. However, the results indicate that the reduction of the physiological condition by the indirect effect of Terbutryn extends the time until grazers recover from sublethal LCH exposure. Finally, also an increased aufwuchs biomass was found in treatments with combined exposure, indicating a reduced performance of grazers exposed to both substances.

Phan Me is a midland-mountainous commune of Phu Luong district, Thai Nguyen province, Vietnam where the agricultural activities are predominant occupation. The investigation on the use of plant protection products in here showed that chemical pesticides have been commonly used in agricultural activities. Although some local people have a good attitude in using plant protection products, the status of using chemical pesticides that were not recommended (like Vofatox) has been quite popular due to the old cultivation customs. The local people have not applied any measures for wastewater treatment, or plant protection product package treatment. Besides, the use of plant protection products in higher concentration than recommendation for vegetables or crops caused the residues of toxics in agricultural products as well as in cultivation soil. The accumulation of toxic residues in the environment is a serious matter of concern because of their significant impact on the environment, agricultural ecosystem and human health. / Phấn Mễ là một xã trung du miền núi của huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam với hoạt động sản xuất nông nghiệp là chủ yếu. Qua thực tế điều tra tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) tại đây cho thấy hầu hết các loại hình sản xuất nông nghiệp đều sử dụng thuốc BVTV. Một số người dân đã có ý thức trong việc sử dụng thuốc BVTV tuy nhiên do tập quán canh tác từ lâu đời nên việc sử dụng các loại thuốc bị khuyến cáo, chẳng hạn như Vofatox, vẫn còn khá phổ biến. Người dân chưa tiến hành các biện pháp để xử lý nước thải, bao bì, vỏ chai thuốc BVTV sau khi sử dụng. Bên canh đó, họ còn sử dụng thuốc BVTV không đúng liều lượng cho một số loại cây rau để lại dư lượng thuốc trên nông sản cũng như đất canh tác. Sự tích lũy dư lượng của những chất độc hại này trong môi trường là vấn đề đáng lo ngại do sự ảnh hưởng nghiêm trọng của chúng đối với môi trường sống, hệ sinh thái nông nghiệp và sức khỏe con người.

Pharmaka werden nach ihrer Einnahme bzw. Verabreichung über verschiedene Pfade in die Umwelt eingetragen. Obwohl Arzneimittel zu den toxikologisch best-untersuchten und -charakterisierten Stoffen gehören, ist ihre Wirkung auf die Umwelt und die darin lebenden Organismen weit weniger gut untersucht. Wenn in der Literatur Daten zur Ökotoxizität vorhanden sind, so beziehen sich diese meist nur auf die Wirkung von Einzelstoffen. In der Umwelt sind die Organismen jedoch gegenüber Mischungen exponiert. Aufgrund der geschilderten Problematik wurden eine Reihe von Arzneimitteln unterschiedlicher Indikationsgruppen einzeln und in Kombination mit dem Embryotest mit dem Zebrabärbling (Danio rerio, DarT) untersucht. Dieses Testsystem wurde durch Schulte & Nagel (1994) als Alternativmethode zum akuten Fischtest nach OECD 203 entwickelt und bietet den Vorteil neben letalen auch eine Reihe von subletalen Endpunkten erfassen zu können. Es handelt sich zudem nach dem deutschen Tierschutzgesetz nicht um einen Tierversuch. Die generelle Vergleichbarkeit der ermittelten Werte mit Daten aus akuten Fischtests nach OECD 203 sowie die Anwendbarkeit für verschiedenste Fragestellungen konnten in einer Reihe von Studien gezeigt werden (Nagel, 2002). Für die hier vorgestellten Untersuchungen wurden zunächst 32 Pharmaka und drei Pflanzenschutzmittel als Einzelstoffe mit dem DarT untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Einzelstofftests wurden Mischungen sowohl aus Substanzen mit ähnlichen als auch unähnlichen Wirkmechanismen getestet. Es zeigte sich, dass unabhängig vom Wirkmechanismus die Mischungstoxizität durch das Konzept der Konzentrationsadditivität gut vorhergesagt wurde, während das Konzept der Unabhängigen Wirkung die Mischungstoxizität unterschätzte. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die Kombination der Stoffe auf Basis der NOEC, die im DarT anhand der Herzschlagfrequenz nach 48 Stunden ermittelt wird, zu deutlichen Mischungseffekten führt.