新烟碱类杀虫剂在水环境中常被检出，且浓度接近或高于非靶标无脊椎动物的慢性或急性阈值，造成严峻的水生态风险。新烟碱的作用靶点是乙酰胆碱受体，对水生动物表现明显的延迟毒性效应，但机制尚不清晰。农药的间歇性使用特征使其野外水浓度时常波动，对水生态风险评估提出了挑战。
暨南大学环境学院暨广东省环境污染与健康重点实验室李慧珍副教授、游静教授等创新性地定量了新烟碱类杀虫剂吡虫啉在大型溞（Daphnia magna）外壳和软组织间的分配，利用毒代动力学和毒效学（TKTD）模型定量阐释了吡虫啉对大型溞延迟毒性的动力学影响机制。研究发现，大型溞对吡虫啉的耐受性很强（96-h LC50 = 8.47 μg/mL），虽然主要分配在软组织中（84%），但停留时间太短（t1/2 = 1.2 h），导致耐受性强。间歇性暴露下吡虫啉对大型溞表现出明显的延迟毒性和残留毒性，定量结果显示1天暴露后损伤恢复需45天，可见延迟毒性并非如前期研究假设由体内残留浓度所致，而是由于损伤恢复缓慢。虽然吡虫啉对大型溞的急性毒性不强，但缓慢的损伤恢复特性明显增强其毒性风险，特别是野外水环境中杀虫剂浓度呈时常波动状态，对水生生物造成短期、高剂量、间歇性暴露。因此，我们呼吁在开展这类杀虫剂的水生态风险评估时有必要定量考虑其延迟毒性和残留毒性。进一步构建了时间维度的外暴露-内暴露-毒性关系，并成功预测了吡虫啉间歇性暴露下大型溞的死亡率，为预测和评估野外水环境中农药风险提供有效方法。
相关成果发表在Environmental Science & Technolog期刊上。本研究受到国家自然科学基金委（U1901220和41773101）的资助。
Li H, Zhang Q, Su H, You J*, Wang, W. X. High Tolerance and Delayed Responses of Daphnia magna to Neonicotinoid Insecticide Imidacloprid: Toxicokinetic and Toxicodynamic Modeling. Environ. Sci. Technol. 2020, 55(1): 458-467.
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.0c05664