Het insluiten van insecticiden in microscopisch kleine plastic capsules – een gebruikelijke formulering voor veel ongediertesprays op de markt – kan leiden tot onbedoelde gevolgen, volgens een nieuwe studie van de Oregon State University.

Milieutoxicoloog Stacey Harper en haar team ontdekten dat een veelgebruikt insecticide in zijn "capsulesuspensie" -formulering - met moleculen van het actieve ingrediënt ingekapseld in kleine, inerte plastic pellets - was giftiger dan dezelfde hoeveelheid actief ingrediënt die rechtstreeks in water werd afgeleverd.

Hun studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nanomaterialen .

Harper, een universitair hoofddocent aan het College of Agricultural Sciences en het College of Engineering, en haar doctoraalstudent Matthew Slattery bestudeerde een commercieel insecticide van het pyrethroïde type met een ingekapseld actief ingrediënt, gamma-cyhalothrin. Het insecticide wordt voornamelijk gebruikt in huis en tuin voor mieren, bedmijt, teken en andere insecten.

De capsules die het actieve ingrediënt van het product omhullen, variëren van micron-formaat (een mensenhaar is 40-75 micron dik), tot nanometer-formaat, duizend keer kleiner.

"We willen dat actieve ingrediënten relatief onbeweeglijk zijn, zodat ze blijven waar ze worden toegepast, " zei Slattery. "Dit specifieke actieve ingrediënt is ontworpen om hydrofoob te zijn, zodat het niet met water wordt meegesleurd. Maar als je het inkapselt, zijn hydrofobe aard wordt gemaskeerd. De schaal wordt een drager."

De onderzoekers spinden het kant-en-klare product in een centrifuge en sorteerden de capsules in twee grootteklassen. Er was een breed scala aan maten; de meeste capsules waren in de buurt van micron-formaat, maar sommige waren nanometer-sized.

Ze stelden een soort watervlo (Ceriodaphnia dubia) bloot aan vijf doses van het actieve ingrediënt van het pesticide. De ene groep kreeg het in capsules van micronformaat, en een andere groep kreeg dezelfde dosis in capsules ter grootte van een nanometer. Als controle, een derde groep kreeg dezelfde dosis actief ingrediënt, maar het was niet ingekapseld.

Het team ontdekte dat de toxiciteit voor de watervlooien toenam in de capsules ter grootte van een nanometer. De schaaldieren werden geïmmobiliseerd, leidend tot hun dood. De soort leeft in zoetwatermeren, vijvers en moerassen en, vanwege de gevoeligheid voor verontreinigende stoffen, wordt gebruikt bij het testen van de toxiciteit van waterwegen.

"Deze watervlooien zijn filtervoeders; ze zwemmen door het water en halen deeltjes uit het water, normaal rondzweven bacteriën en ander voedsel, " zei Slattery. "In onze studie, het was de grootte van de deeltjes die ertoe deed. De deeltjes ter grootte van een nanometer bevonden zich in de 'Goldilocks-zone' - groot genoeg voor de watervlo om het te verzamelen, maar niet zo groot dat het het niet kon opnemen."

Chemische fabrikanten bieden al meer dan 50 jaar ingekapselde formuleringen van pesticiden aan, Harper zei, omdat wordt aangenomen dat inkapseling de verspreiding en duurzaamheid van het product verbetert.

"We moeten nadenken over het overwegen van inkapseling als ingrediënt vanwege de manier waarop het de interactie van het actieve ingrediënt met de omgeving verandert, "Zei Harper. "Momenteel, de enige testen die worden gedaan na de definitieve formulering zijn gevaren zoals corrosiviteit en ontvlambaarheid. Maar geen toxiciteit. Wat we hebben gevonden, is dat inkapseling een verschil maakt in toxiciteit en dat het afhankelijk is van de grootte."

Harper, ook een milieu-ingenieur, bestudeert de milieueffecten van door de mens gemaakte nanodeeltjes - microscopisch kleine stukjes materie die zijn ontworpen om commercieel bruikbare eigenschappen te hebben. Nanodeeltjes worden veel gebruikt in geneesmiddelen, pesticiden en producten voor persoonlijke verzorging, maar er is weinig bekend over hun langetermijneffecten op het milieu of de gezondheid.