Journal Article

Aquatic herbicide applications for the control of aquatic plants in Canada

Kilgour, B.W., Breckels, R.D.

2018

Overview

Nuisance growths of aquatic plants in Canadian surface waters continue to be problematic. Only diquat, a contact herbicide that is used to control many free-floating plants (but is less effective at controlling emergent plants), is registered in Canada for general aquatic use. Other herbicides are currently only permitted under “emergency registration.” Recent emergency registrations have been granted to glyphosate and imazapyr, and these two herbicides are likely candidates to be proposed for full registration for direct application to water in Canada in the foreseeable future. These herbicides have been extensively studied in laboratory conditions and have provided a benchmark for ecotoxicity for a variety of aquatic organisms, yet the inherent toxicity of these herbicides derived from tests does not always translate into their environmental toxicity in natural aquatic ecosystems as the fate (e.g., removal from the water body via binding to sediments and suspended solids, degradation, volatization, etc.) and exposure (i.e., continuous in the laboratory versus “pulsed” in the field) of herbicides in the natural environment is very different from their fate and exposure in laboratories. These differences will likely result in field studies having lower biological effects than laboratory studies, even if the initial exposure concentrations were similar. This review details the current knowledge based on field studies that examine the effects of the direct application of diquat, glyphosate, and imazapyr to aquatic environments on aquatic organisms. The studies of the effects of the aquatic formulations of diquat, glyphosate, and imazapyr that are reviewed here generally found negligible or short-lived impacts on fish and aquatic invertebrates in situ, whereas they found that the application of these herbicides was often beneficial through the physical modification of available habitat (i.e., an increase in open water outweighs any potential toxic effects). Conversely, certain surfactants used to increase herbicide efficacy have been suggested to be more toxic than the herbicide itself.Wethus suggest monitoring the effects associated with controlled applications of diquat and other aquatic herbicides including glyphosate and imazapyr and their surfactants, as this would be a means of accumulating information that may guide future uses of herbicides in Canadian waterways. La prolifération de plantes aquatiques dans les eaux de surface canadiennes continue d’être problématique. Seulement le diquat, un herbicide de contact utilisé pour contrôler un grand nombre de plantes flottantes libres (mais moins efficace au niveau du contrôle des plantes émergentes) est homologué au Canada aux fins d’utilisation aquatique générale. On permet actuellement les autres herbicides uniquement sous « licence d’utilisation d’urgence ». On a récemment accordé des licences d’utilisation d’urgence à glyphosate et à imazapyr et ces deux herbicides sont, dans un avenir prévisible, des candidats probables à être soumis pour homologation complète pour application directe dans l’eau au Canada. Ces herbicides ont été largement étudiés dans des conditions de laboratoire et ont fourni un point de référence pour l’écotoxicité touchant une variété d’organismes aquatiques, pourtant la toxicité intrinsèque de ces herbicides découlant de tests ne se traduit pas toujours par leur toxicité environnementale dans les écosystèmes aquatiques naturels parce que le devenir des herbicides dans l’environnement naturel (p. ex., leur élimination du plan d’eau en se liant aux sédiments et aux matières en suspension, par dégradation, par volatisation, etc.) et leur exposition (c.-à-d., continue dans le laboratoire par rapport à « pulsée » dans le milieu) diffèrent grandement de leur devenir et de leur exposition en laboratoire. Ces différences donneront probablement lieu à des recherches in situ montrant des effets biologiques moindres que les études de laboratoire, même si les concentrations d’exposition initiales sont semblables. Cette revue présente en détail la connaissance actuelle fondée sur les recherches in situ examinant les effets de l’application directe de diquat, de glyphosate et d’imazapyr dans les milieux aquatiques, et ce, sur les organismes aquatiques. Les recherches sur les effets des formulations aquatiques de diquat, de glyphosate et d’imazapyr qui sont passées en revue ici ont généralement révélé des impacts négligeables ou éphémères sur les poissons et les invertébrés aquatiques in situ, tandis qu’elles ont montré que l’application de ces herbicides était souvent avantageuse par la modification physique de l’habitat disponible (c.-à-d., l’augmentation de l’eau libre compense pour les effets toxiques possibles). Au contraire, certains agents de surface utilisés pour augmenter l’efficacité des herbicides pourraient être, selon les données, plus toxiques que l’herbicide lui-même. Nous suggérons ainsi de surveiller les effets liés aux applications contrôlées de diquat et d’autres herbicides aquatiques, y compris le glyphosate et l’imazapyr et leurs agents de surface, car ceci serait un moyen d’accumuler des informations qui peuvent orienter les utilisations d’herbicides dans les voies navigables canadiennes à l’avenir.

• Publisher: NRC Research Press
• Subject: amphibian / amphibien / aquatic ecosystems / aquatic environment / aquatic herbicide / aquatic invertebrates / Aquatic plants / Canada / Control / diquat / ecotoxicology / emergent plants / Environmental aspects / fish / free-floating plants / glyphosate / habitats / herbicide en milieu aquatique / Herbicides / imazapyr / invertebrate / invertébré / laboratory experimentation / monitoring / pesticide application / poisson / sediments / surface water / surfactants / total suspended solids / toxicity / waterways