Att inkapsla insekticider i mikroskopiska plastkapslar - en vanlig formulering för många skadedjurssprutor på marknaden - kan leda till oavsiktliga konsekvenser, enligt en ny studie från Oregon State University.

Miljötoxikologen Stacey Harper och hennes team fann att en vanlig insekticid i dess "kapsel suspension" -formulering - med molekyler av den aktiva ingrediensen inkapslade i små, inerta plastpellets - var giftigare än samma mängd aktiv ingrediens som levererades rakt upp i vatten.

Deras studie publiceras i tidskriften Nanomaterial .

Harper, docent vid College of Agricultural Sciences och College of Engineering, och hennes doktorand Matthew Slattery studerade ett kommersiellt insektsmedel av pyretroidtyp med en inkapslad aktiv ingrediens, gamma-cyhalotrin. Insekticiden används främst i hemmet och trädgården för myror, vägglöss, fästingar och andra insekter.

Kapslarna som omger produktens aktiva ingrediens varierar från mikronstorlek (ett människohår är 40-75 mikron tjockt), till nanometerstorlek, tusen gånger mindre.

"Vi vill att aktiva ingredienser ska vara relativt orörliga, så de stannar där de tillämpas, "Slattery sa." Den här aktiva ingrediensen är utformad för att vara hydrofob, så det kommer inte att bäras med vatten. Men om du inkapslar det, dess hydrofoba natur är maskerad. Skalet blir en bärare. "

Forskarna snurrade ut den hyllade produkten i en centrifug och sorterade kapslarna i två storleksklasser. Det fanns ett brett spektrum av storlekar; de flesta kapslarna fanns i närheten av mikronstorlek, men några var nanometerstora.

De exponerade en art vattenloppor (Ceriodaphnia dubia) för fem doser av bekämpningsmedlets aktiva ingrediens. En grupp fick det i mikronstora kapslar, och en annan grupp fick samma dos i nanometerstora kapslar. Som en kontroll, en tredje grupp fick samma dos aktiv ingrediens, men det var inte inkapslat.

Teamet fann att toxiciteten för vattenlopporna ökade i nanometerstora kapslar. Kräftdjuren immobiliserades, ledde till deras död. Arten lever i sötvattenssjöar, dammar och kärr och, på grund av dess känslighet för föroreningar, används vid toxicitetstestning av vattenvägar.

"Dessa vattenloppor är filtermatare; de ​​simmar genom vattnet och tar partiklar ur vattnet, normalt flyter bakterier och annan mat runt, "Slattery sa." I vår studie, det var storleken på partiklarna som gällde. Partiklarna i nanometerstorlek befann sig i "Goldilocks-zonen"-tillräckligt stor för att vattenloppan skulle kunna samla upp den men inte så stor att den inte kunde få den. "

Kemiska tillverkare har erbjudit inkapslade formuleringar av bekämpningsmedel i mer än 50 år, Harper sa, eftersom inkapsling är tänkt att förbättra produktens spridning och hållbarhet.

"Vi måste tänka på att överväga inkapsling som en ingrediens på grund av hur det förändrar hur den aktiva ingrediensen interagerar med miljön, "Harper sa." För närvarande, den enda testningen som görs efter den slutliga formuleringen är faror som korrosivitet och brandfarlighet. Men inte giftighet. Vad vi har funnit är att inkapsling gör skillnad i toxicitet och att det är storleksberoende. "

Harper, även miljöingenjör, studerar miljöpåverkan av mänskliga nanopartiklar-mikroskopiska bitar av material som är konstruerade för att ha kommersiellt användbara egenskaper. Nanopartiklar används ofta i läkemedel, bekämpningsmedel och produkter för personlig vård, men lite är känt om deras långsiktiga miljö- eller hälsoeffekter.