Chlorpyrifosun Cyprinuscarpio (L., 1758) Üzerine Akut Toksisitesi

Transkript

1 Yunus Araþtýrma Bülteni 2012 (1): ISSN Chlorpyrifosun Cyprinuscarpio (L., 1758) Üzerine Akut Toksisitesi Suna Gül GÜNDÜZ *, Ferbal Özkan YILMAZ, Özden BAÞTÜRK 1 Mersin Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Temel Bilimler Bölümü, Mersin. * Sorumlu yazar: Suna Gül Gündüz Tel: ; Fax: ; Geliþ Tarihi : Acute Tocsin Effect of Chlorpyrifos on Cyprinus carpio (L., 1758) Abstract Chlorpyrifos is an organophosphorus pesticide widely used in agriculture. This study was aimed to determine the acute toxicity of chlorpyrifos on the common carp (Cyprinus carpio). In addition, behavioral changes at each chlorpyrifos concentration were determined for the individuals. Juvenil fish (C. carpio) were selected for the bioassay experiments. The concentrations of chlorpyrifos (0.10, 0.50, 1.50, 2.50, 3.50 mg/l) which was determined with o preliminary study were applied for 96 hours. Water temperature was regulated at 23±1 C. Data obtained from the chlorpyrifos acute toxicity tests were evaluated using the Probit Analysis Statistical Method based on Finney s Probit Analysis using a computer program. The 96-h LC50 value for the common carp was estimated as 2.08 mg/l. Observed behavioral changes were typical of neurotoxin: less general activity than control group, loss of equlibrium, erratic swimming and staying motionless at a certain location generally at mid-water level for prolonged periods. Keywords: Acute toxicity, chlorpyrifos, Cyprinus carpio. Özet Chlorpyrifos tarým alanlarýnda yaygýn olarak kullanýlan organofosforlu bir pestisittir. Bu çalýþmada, chlorpyrifosun Cyprinuscarpio üzerine akut toksisitesinin belirlenmesi amaçlanmýþtýr. Bunun yaný sýra, chlorpyrifosderiþimleri etkisinde balýklarýn davranýþlarýndaki deðiþiklikler bireysel olarak gözlemlenmiþtir. Denemelerde kullanýlmak üzere jüvenil balýklar (C. carpio) seçilmiþtir. Ön denemeler sonucu belirlenen chlorpyrifosunderiþimleri(0.10, 0.50, 1.50, 2.50, o 3,50 mg/l) 96 saat süre ile balýklara uygulanmýþtýr. Su sýcaklýðý ýsýtýcýlarla 23 ± 1 C'de düzenlenmiþtir. Elde edilen veriler Probit Analiz Yöntemi ile deðerlendirilmiþ, C. carpio için chlorpyrifosun 96 saat LC 50 deðeri 2.08 mg/l düzeyinde bulunmuþtur. Balýklarda gözlenen davranýþ deðiþimlerinin, kontrol grubuna göre daha az hareketlilik, denge kaybý, düzensiz yüzme ve belli bir alanda genellikle suyun orta seviyesinde uzun süreli hareketsiz kalma gibi tipik nörotoksin zehirliliði özelliðinde olduðu saptanmýþtýr. Giriþ Pestisitler, modern tarýmýn tamamlayýcý bir akarsular ve denizlere ulaþarak buralarda kirliliðe bileþeni halindedir ve dünyanýn tüm agroeko- sebep olmaktadýrlar. Bu kirliliklerden dolayý sistemleri üretim sürecinde bir veya daha fazla denizde ve tatlý sulardayaþayan balýklar, pestisit uygulamasýna gereksinim duymaktadýr. memeliler, algler, kabuklu su canlýlarý Tarýmsal mücadelede daha çok ve dahakaliteli veplanktonik su canlýlarýn yaþam alanlarý ürün almak için kullanýlan birçok pestisit bilinçsiz kýsýtlamakta ya da sebepten dolayýölmektedirler veya doðru kullanýlmadýðý takdirde yeraltý sularý, (Verep vd., 2005; Stalin vd., 2008). Su Ürünleri Merkez Arastýrma Enstitüsü Müdürlügü, Trabzon

2 Gündüz vd. / Yunus Arþ. Bül (1): Kimyasal maddelerin potansiyel risklerini lere maruz býrakýlan diðer balýk türlerinde yapýlan ortaya koymak için yapýlan akut toksisite testleri, baþka çalýþmalarda da belirtilmiþtir (Machado ve maddelerin kullanýlabilirlik oranýnýn belirlen- Fanta, 2003; Venkateswara vd. 2003; mesi için oldukça önemlidir. En yaygýn kullanýlan Venkateswara, 2004; Venkateswaravd., 2005; akut toksisite testi letalite testidir. Bu testin Kavitha ve Venkateswara, 2007). amacý, bir kimyasal maddeye maruziyet sonucu Chlorpyrifosun sucul organizmalarda akut ortaya çýkabilecek toksiksemptomlarý, beyin, toksisitesi ile ilgili az veri bulunmakla birlikte, böbrek, karaciðer gibi belli baþlý organlarýn dünya üzerinde geniþ daðýlým gösteren ve etkileniþ derecesi veya öldürücü doz (letalite) ekonomik öneme sahip bir tür olan C. carpio deðerini saptamaktýr. Letal doz deðeri, o üzerine etkileri hakkýnda yeterli bilgi bulunmamaddenin ne kadar güvenli kullanýlabileceðinin maktadýr. Bu çalýþmada chlorpyrifosun C.carpio de bir göstergesi olarak kabul edilmektedir (Selvi üzerine akut toksisitesini gösteren 96 saatlik LC vd., 2004; Saygý, 2003). deðerinin belirlenmesi ve bu pestiside karþý Chlorpyrifos [O,O-diethyl O-(3,5,6- balýklarýn davranýþ deðiþimlerinin incelenmesi trichloro-2-pyrinidyl)- phosphorothioate), tarým hedeflenmiþtir. alanlarýnda böcek ve eklembacaklýlarla mücadele amacýyla kullanýlan, geniþ spektrumlu organo- Materyal ve Metot fosforlu bir insektisittir (Þekil 1), (Girón-Pérez vd. 2006). Suda çözünürlüðü düþük olan Çalýþmada materyal olarak kullanýlan C. chlorpyrifos, organizmada asetilkolinesteraz carpio, Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri aktivitesini engellemek yoluyla doðrudan sinir Fakültesi Tatlý Su Ýþletmesi'nden alýnarak iletimini etkilemektedir. Diðer organofos- deneylerin yürütüleceði Mersin Üniversitesi, Su forlularýn aksine chlorpyrifos uzun kalýcý etkiye Ürünleri Fakültesi, Temel Bilimler Araþtýrma sahip olmakta ve yað dokusunda birikmektedir. Laboratuvarý'na getirilmiþtir. Balýklar, içerisinde (Kammerbauer ve Moncada, 1998; Chandrsekara dinlendirilmiþ çeþme suyu bulunan stok tank ve ve Pathiratne, 2007). akvaryumlarda bir ay süresince laboratuvar Venkateswaravd. (2005) Gambusia koþullarýnda adaptasyona býrakýlmýþ ve günde iki affinis'te, chlorpyrifosun 96 saatlik LC50 defa aðýrlýklarýnýn %2'si kadar hazýr yem (Çamlý deðerini 297 µg/l olarak belirledikleri çalýþmada, Yem, Türkiye) ile beslenmiþlerdir. Laborachlorpyrifos etkisiyle balýklarda renkte tuvarda, 12 saat aydýnlýk/karanlýk periyodu koyulaþma, denge kaybý, düzensiz yüzme ve uygulanmýþ ve akvaryumlar merkezi havalanyavaþ hareket etme gözlemlemiþlerdir. Benzer dýrma sistemi ile havalandýrýlmýþtýr. Deneyde davranýþ deðiþiklikleri, organofosforlu pestisit- kullanýlan suyun kimyasal özellikleri þu þekildedir; ph: 7.5±0.05; çözünmüþ oksijen: 6.70±0.15 mg/l; alkalinite: 154±0.25 mg/l CaCO3. Deney süresince su sýcaklýðý, ýsýtýcýlar kullanýlarak 23±1ºC'de sabit tutulmuþtur. Balýklar, içerisinde 50L dinlendirilmiþ ve havalandýrýlmýþ çeþme suyu bulunan cam akvaryumlara yerleþtirilmiþlerdir. Her akvaryuma 10 birey konulmuþtur. Kullanýlan balýklarýn ortalama aðýrlýðý ± 1.21, ortalama total boyu10.70±0.15 cm olarak hesaplanmýþtýr.

3 10 Gündüz vd. / Yunus Arþ. Bül (1):8-12 Deneylerden 24 saat öncesinde yemleme edilmiþtir. Uygulanan chlorpyrifos deriþim kesilmiþtir. Deney sýrasýnda balýklara hiç deðerleri ve güven aralýklarý Tablo 1'de yemleme yapýlmamýþtýr (Singh vd., 2009). %99 gösterilmiþtir. saflýkta chlorpyrifos (Sigma Aldrich) aseton Deney süresince chlorpyrifosun balýk içinde çözündürülerek stok solusyon hazýrlan- davranýþlarý üzerine etkileri, kontrol akvaryumu mýþtýr. Deneye baþlamadan önce, geniþ aralýklý balýklarýyla karþýlaþtýrýlarak ortaya konulmuþtur. chlorpyrifos deriþimleri (0.01; 0.05; 0.10; 0.50; 0.10 ve 0.50 mg/l chlorpyrifos uygulanan 1.00; 1.50; 2.00; 2.50; 3.00; 3.50 mg/l) ön balýklarýn hareketlerinde durgunluk meydana çalýþma yapýlarak ana deneyde baz alýnabilecek gelirken ölüm gözlenmemiþtir mg/l deðerler tespit edilmiþtir (Anonim 1990). Yapýlan chlorpyrifos uygulanan grupta ise 24. saatte denge ön çalýþma ile elde edilen sonuçlar ýþýðýnda seçilen kaybý ve uzun süreli hareketsiz kalma gözlenmiþ, 0.10, 0.50, 1.50, 2.50, 3.50 mg/l chlorpyrifos ayný grubun 48. saatinde denge kaybýna ek olarak deriþimleri deney balýklarýna uygulanmýþtýr. hýzlý solungaç hareketleri, düzensiz yüzme ve Deneyler 2 tekrarlý olarak yapýlmýþtýr. Balýklarda durgunluk saptanmýþtýr mg/l chlorpyrifos meydana gelen ölümler ve davranýþ deðiþimleri uygulanan grupta 24. saatte 3 ölüm gözlenirken, 96 saat süre ile deðerlendirilmiþtir. su yüzeyine inip çýkma, çýrpýnma, titreme ve Deney verileri, SPSS 10.0 paket gruptan ayrý yüzme davranýþlarý belirlenmiþtir. En programýnda probit analiz yöntemiyle yüksek deriþim (3.50 mg/l) uygulanan balýklarýn deðerlendirilerek 96 saatlik LC 50 deriþimi genel hareketlerinde daha fazla azalma ve belirlenmiþtir (Finney, 1971). düzensiz yüzme þeklinde davranýþlar gözlenmiþtir. Bulgular Tartýþma ve Sonuç Çalýþmada C. carpio'ya uygulanan chlorpyrifos deriþimlerine baðlý ölüm oranlarý ve Pestisitlerin neden olduðu balýk ölümleri davranýþ deðiþimleri 96 saat süresince kayýt genellikle deriþime, balýðýn maruz kalma süresine edilmiþtir. Buna göre kontrol, 0.10 ve 0.50 mg/l ve deneysel faktörlere baðlý olarak deðiþiklik chlorpyrifos uygulanan gruplarda deney göstermekte olup, balýðýn türüne, büyüklüðüne, o süresince hiç ölüm gözlenmemiþtir mg/l maddeye hassasiyeti ve cinsiyete göre de farklýlýk uygulanan grupta ise deney boyunca iki ölüm göstermektedir (Singh vd., 2009). Bu çalýþmada saptanýrken, 2.50 mg/l chlorpyrifos uygulanan C.carpio için chlorpyrifosun 96 saat'lik LC 50 grupta toplam 6 ölüm belirlenmiþtir. En yüksek deðeri 2.08 mg/l olarak belirlenmiþtir.çalýþma deriþim olan 3.50 mg/l uygulanan grupta ise bulgularýmýza benzer olarak Dalvi ve Davis toplam 10 ölüm gözlenmiþtir. (1998), 20 g'lýk Ictalurus punctatus'ta Bu çalýþmada C. carpio için chlorpyrifosun yaptýklarý akut toksisite çalýþmasýnda 96 saatlik Lc50 deðeri 2.08 mg/l olarak tespit chlorpyrifos için 96 saatlik LC 50 deðerini

4 Gündüz vd. / Yunus Arþ. Bül (1): mg/l bildirmiþlerdir. Diðer balýk mg/l'lik deriþimde hareketsiz kalma, titreme, türlerinde yapýlan çalýþmalar ile karþýlaþ- yüzeye inip çýkma hareketleri gözlenmiþtir. En týrýldýðýnda farklý sonuçlar ortaya çýkmaktadýr. yüksek deriþim(3.50 mg/l) uygulanan balýklar 80g aðýrlýðýndaki Oreochromis niloticus'ta genel hareketlerde daha fazla azalma, denge yapýlan akut toksisite çalýþmasýnda ise kaybý, su içerisinde dikey olarak asýlý durma, chlorpyrifos'un 96 saatlik LC 50 deðeri hýzlý solungaç hareketleri, spiral þeklinde ani mg/l, G. affinis'te 0.30 mg/l, Channa yüzme hareketi, uzun süreli hareketsiz kalma ve punctatus'ta 0.811mg/L olarak belirlenmiþtir aniden harekete geçme þeklinde davranýþ (Girón-Pérez vd., 2006; Venkateswara vd., 2005; göstermiþlerdir. Bu sonuçlar organofosforlu Daoud vd.,2008). pestisitlerle yapýlan diðer çalýþmalarla benzerlik Bir maddenin akut toksisite deðeri balýk göstermektedir (Machado ve Fanta, 2003; türlerine göre deðiþtiði gibi, ayný türün farklý Venkateswara vd. 2003; Venkateswara, 2004; büyüklükteki bireylerinde de deðiþiklik Ve nkateswaravd., 2005; Kavitha ve göstermektedir. De Mel ve Pathiratne, (2005), Venkateswara, 2007). G.affinis 'techlor mg aðýrlýðýndaki C. carpio yavrularýnda pyrifosun subletal deriþimlerinin yüzme hýzýna yaptýklarý bir çalýþmada, %40 saflýktaki ticari etkilerinin incelendiði bir çalýþmada, yüzme chlorpyrifosun 96 saatlik LC50 deðerini hýzýnda günden güne azalmalar görüldüðü mg/l olarak belirlemiþlerdir. Baþka bir araþtýr- belirtilmiþtir. Bu bulgularýn chlorpyrifosun mada %20 etkin madde içeren chlorpyrifosun, 6 nörotoksik etkisiyle iliþkili olduðu düþünügaðýrlýðýndaki C. carpio'da 24 saatlik LC50 mektedir (Venkateswara vd., 2005). deðeri 5.28 mg/l olarak bildirilmiþtir (Ramesh Tarým ilaçlarý tüm abiyotik ortamý ve Saravanan, 2008). Bu çalýþmada ise %99 özellikle de su ve topraðý kirletmektedirler. saflýktaki chlorpyrifosun jüvenil C. carpio'da 96 Yeraltý sularýnýn ve diðer su kaynaklarýnýn bu saatlik LC 5 0 deðeri 2.08 mg/l olarak yolla kirlenmesi, sucul organizmalar ve balýklar belirlenmiþtir. Bu sonuçlar, chlorpyrifosun için potansiyel bir tehdit oluþturmaktadýr (Selvi toksik etkisinin saflýk derecesine, balýk vd., 2004). Tarýmsal faaliyetlerde oldukça yoðun büyüklüðü ve ortam þartlarýna göre deðiþtiðini olarak kullanýlan insektisitlerden chlorpygöstermektedir. rifosun, balýklar ve hedef olmayan diðer türler Davranýþ deðiþiklikleri, potansiyel toksik üzerindeki subkronik ve kronik etkileri hakkýnda etkilerin en duyarlý belirteçleridir. Chlor- ayrýntýlý veri bulunmamaktadýr. Bu durumda pyrifosun balýk davranýþlarýna etkileri, kontrol çeþitli insektisitlerin akut ve kronik toksisiteleri akvaryumu balýklarýyla karþýlaþtýrýlarak ortaya üzerine çalýþmalarýn arttýrýlmasý, sucul konulmuþtur. Kontrol grubu test süresince ekosisteme etkilerinin anlaþýlmasý için gerekli normal davranýþlar göstermiþtir. Davranýþ olmaktadýr. deðiþimleri uygulamadan bir saat sonra Bu çalýþmadan elde edilen veriler, baþlamýþtýr. En düþük deriþim olan 0.10 mg/l'de günümüzde tarým alanlarýnda yaygýn olarak kontrol grubundakine benzer davranýþlar kullanýlan chlorpyrifos'un C.carpio üzerine akut gözlenmiþtir. Gözlenen davranýþ deðiþimlerinin, toksisitesinin oldukça yüksek olduðunu, bu gibi kontrol grubuna göre daha az hareketlilik, denge insektisitlerin kullanýmýnýn kontrol altýna kaybý, düzensiz yüzme ve uzun süreli hareketsiz alýnmasý gerektiðini göstermektedir. kalma þeklinde olduðu saptanmýþtýr Ayrýca, potansiyel toksik etkilerin en mg/l'ye maruz kalan balýklar ara sýra denge duyarlý belirteçleri olarak davranýþ deðiþikkaybý göstermiþlerdir. Denge kaybý 1.50 liklerinin toksisite çalýþmalarýnda kullanýlmg/l'lik deriþimde sýklaþmaya baþlamýþ, 2.50 masýnýn faydalý olacaðý düþünülmektedir.

5 12 Gündüz vd. / Yunus Arþ. Bül (1):8-12 Kaynaklar Machado, M.R., Fanta, E Effects of the organophosphorous methyl parathion on the Anonim, Endüstriyel sývý atýklar ve atýksular-akut branchial epithelium of a freshwater fish Metynnis zehirlilik deneyleri-canlýlýk deney Metodlarý. TS roosevelti. Braz. Arch. Biol. Technol., 46: Saygý,Þ Deneysel toksikolojide toksisite testleri ve Chandrasekara, L.W.H.U.,Pathiratne, A Body size- test sonuçlarýnýn önemi. Gülhane Týp Dergisi 45 relateddifferences in theinhibition of brain (3): acetylcholinesterase activity in juvenile Niletilapia Selvi, M., Sarýkaya, R. ve Erkoç, F Acute behavioral (Oreochromisniloticus) by chlorpyrifos and changes in theguppy (Poecilia reticulata) exposed carbosulfan.ecotoxicol. Environ., Saf 67: to temephos. G.Ü. Fen Bilimleri Dergisi17(4): 15- De Mel, G.W.J.L.M.V.T.M.,Pathiratne, A Toxicityassessment of insecticidescommonlyused Singh, R. N.,Pandey, R. K., Singh, N. N., Das, V. K in rice pest managementto the fry of commoncarp, Acute toxicity and behavioral responses of Cyprinuscarpio, a foodfishculturable in ricefields. commoncarp Cyprinuscarpio (Linn.) to an J. Appl. Ichthyol, 21: organophosphate (Dimethoate).World J. Zool.,4 Dalvi, R.R. And Davis, S.W Role of ß- (2): Naphthoflavone in the acutetoxicity of chlorpyrifos Stalin, S.I.,, Kiruba, S., Das, S.S.M A Comparative in channelcatfish. Bull. Environ. Contam. Toxicol, study on the toxicity of a syntheticpyrethroid, 60: deltamethrin and a neem based pesticide, Daoud, A.,Nagpure, N.S., Kumar, S., Kumar, R.,Kushwaha, azadirachtin to Poeciliareticulata Peters 1859 B Genotoxicity assessment of (Cyprinodontiformes: Poeciliidae). Turk. J. Fish. acuteexposure of chlorpyrifos to fresh waterfish AquatSci 8: Channapunctatus (Bloch) usingmicronucleusassay Venkateswara, R.,J., Shilpanjali, D., Kavitha, P., and alkaline single-cell gel electrophoresis. Madhavendra, S.S Toxiceffects of Chemosphere, 71: profenofos on tissue acetylcholinesterase and Girón-Pérez, M.I.,Barcelós-García, R., Vidal-Chavez, Z. g i l l m o r p h o l o g y i n a e u r y h a l i n e f i s h G., Romero-Bañuelos, C. A., Robledo-Marenco, Oreochromismossambicus. Arch. Toxicol. 77: 227- M.L Effect of chlorpyrifos on the 232. hematology and phagocytic activity of Venkateswara, R.,J Effects of monocrotophos and its Niletilapiacells (Oreochromis niloticus). Toxicol. analogs in acetylcholinesterase activity'sinhibition Mech. Meth., 16: 9, and itspattern of recovery on euryhalinefish, Finney, P.J Probitanalysis. Cambridge University Oreochromismossambicus. Ecotoxicol. Environ. xpress, Cambridge, 3rd edition, 333 pp. Saf., 59: Kammerbauer, J.,Moncada, J Pesticide residue Venkateswara, R.,J., Ghousia, B., Pallela, R., Umsan, P.K. assessment in three selected agricultural production And Nageswara Rao, R Changes in systems in the Choluteca River Basin of Honduras. behaviour and brainacetylcholinesterasea ctivity in Environ. Pollut., 103: mosquito fish, Gambusiaaffinisin response to the Kavitha, P.,VenkateswaraRao, J Oxidative stress and sublethal exposure to chlorpyrifos. Int.J. Environ. locomotor behaviour response as biomarkers for Res. Pub. Health., 2: assessing recovery status of mosquitofish, Gambusi Verep, B., Kaplan, F., Yörük, Y., Turan, D aaffinis after lethal effect of an organophosphate Karbaril'intatlýsu kefali (Leuciscuscephalus) pesticide, monocrotophos. Pestic. Biochem. üzerine akut toksik etkisi. Türk Sucul Yaþam Physiol, 87: Dergisi, 3: , Trabzon.