This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'Persistance of glyphosate and AMPA in soil and water'.

 
Supplementary Information: 
Comparison  of  ecotoxicology  and  environmental 
fate  of  metsulfuron  methyl,  haloxyfop-R-methyl, 
imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA with 
glyphosate 

 
In New Zealand, the herbicide glyphosate isopropylamine is registered for use in situations 
where contamination of aquatic environments may occur and is currently used to control a 
wide range of wetland and emergent aquatic weeds. Unfortunately, this herbicide does not 
give effective control of a range of problem weed species targeted for eradication including 
alligator weed, Manchurian wild rice, phragmites, purple loosestrife, sagittaria, Senegal tea 
and spartina. The major drive for seeking permission for the restricted use of metsulfuron 
methyl, haloxyfop methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA is to allow for effective 
management of these species in eradication programmes. 
This paper summarises data on ecotoxicology and environmental fate of glyphosate 
isopropylamine as a comparison with herbicides that contain metsulfuron methyl, haloxyfop 
methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA, as evaluated in Champion (2012). 

Glyphosate isopropylamine 
A range of products with the active ingredient glyphosate isopropylamine are registered to 
be used in situations where contamination of aquatic environments may occur in New 
Zealand. In most instances, the use of this herbicide in these environments is not subject to 
resource consent requirements. 
Twenty three products with 360 g/L a.i. glyphosate isopropylamine as a soluble concentrate 
are currently available under various trade names, with all but one product recommended for 
use in aquatic areas (New Zealand Novachem Manual 2012). There are additional products 
with 450, 510 and 540 g/L a.i. (6, 5 and 3 products respectively) (New Zealand Novachem 
Manual 2012). Only 540 g/L a.i. formulations recommend “avoid unintentional contamination 
of aquatic environments” (New Zealand Novachem Manual 2012). 
1.1  Toxicology 
The label for all formulations of glyphosate isopropylamine states that those products are 
ecotoxic, being toxic to aquatic organisms with long lasting effects (New Zealand Novachem 
Manual 2012). 
At the rates recommended for application to aquatic plant pests (willow, floating and reed 
sweet grasses, Mercer grass, cutty grass and rushes) the maximum concentration of 
glyphosate isopropylamine in the spray mix applied to plants would be 8.1 g/L (or mg/kg) 
based on a rate of 9 L of the 360g/L a.i. applied per hectare. 
The following literature has been used to generate the summary below: Peterson et al. 
(1994); EXTOXNET (1996);   Monheit (2002); Solomon & Thompson (2003); Tsui & Chu 

(2003) and factsheets from European Glyphosate Environmental Information Source 
(EGEIS) and National Pesticide Information Center (NPIS). 
Mammalian toxicity 
Very low toxicity 
Acute oral toxicity that causes mortality (Lethal Dose) in half of the test animals (rats) (LD50) 
>5000 mg/kg.  
Glyphosate is poorly absorbed from the digestive tract and is largely excreted unchanged by 
mammals. 
Avian toxicity 
Very low toxicity 
Acute oral toxicity - mallard (LD50) > 5000 mg/kg.  
Aquatic animal toxicity 
Very low toxicity 
96-hour (Lethal Concentration) LC50 – rainbow trout and bluegill sunfish  180 mg/L.  
48-hour LC50 – Daphnia magna (cladoceran crustacean) 930 mg/L.  
Solomon & Thompson (2003) concluded that the ecological risk assessment for aquatic 
organisms from the application of glyphosate over water at rates less than 4 kg/ha (rate used 
in New Zealand is 3.24 kg/ha) is of negligible or low risk.   
Non-target aquatic plant toxicity 
Very toxic 
Glyphosate isopropylamine is less selective than any of the four herbicides assessed by 
Champion (2012).  It is currently used to control a range of emergent (plants with foliage 
above the water level) plants e.g., willow, floating and reed sweet grasses, Mercer grass,  
cutty grass (Carex spp.) and rushes (New Zealand Novachem Manual 2012).  
Peterson et al. (1994) showed no observable toxic effect of glyphosate in field trials on the 
floating Lemna minor at expected environmental concentrations resulting from herbicide 
application. EGEIS report a 1.5 mg/L LC50 for this species. 
 
Algae 

Selectively very toxic 
Ecotoxicology studies using a range of algal species have found toxicity ranging from 
moderate to highly toxic (Peterson et al. (1994); Tsui & Chu (2003)). 
Tsui & Chu (2003) found the green alga Pseudokirchneriella subcapitata was the least 
sensitive of species tested with an IC50 (inhibition coefficient) of 41 mg/L of glyphosate 
isopropylamine. The diatom Skeletonema costatum was more sensitive with an IC50 of 5.89 
mg/L. This sensitivity of diatoms to glyphosate was also reported by Peterson et al. (1994) 

with a 73 to 77% reduction at expected environmental concentrations resulting from 
herbicide application, whereas green algae were reduced by 3 to 18% under the same 
concentration. 
1.2  Persistence in aquatic habitats 
EXTOXNET (1996) report half-life of glyphosate in pond water from 12 to 70 days.  Peterson 
et al. (1994) report a half-life of 47 days in their study. Glyphosate is very rapidly adsorbed 
by organic or mineral suspended solids and degradation is by microbial activity.  

Comparison with metsulfuron methyl, haloxyfop-R-
methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA 

 
The tables below summarise the persistence of these herbicides in aquatic environments 
and toxicity to non-target aquatic organisms: 
 
Table 1.  Chemical persistence in aquatic environments. 
 
Half-life 
Breakdown 
Agrichemcial 
Notes 
(days) 
method 
Haloxyfop-R-methyl 
5 – 33 
Hydrolysis 
Half-life dependant on pH of water.  5 
days @ pH 7, several hours @ pH 9. 
Imazapyr 
2.5 – 5.3 
Photolysis 
 
isopropylamine 
Metsulfuron methyl 
5 – > 90  
Hydrolysis 
Half-life dependant on water pH and 
under acid 
initial chemical concentration.   
conditions 
Triclopyr 
0.5 – 7.5 
Photolysis 
 
triethylamine 
Glyphosate 
12 – 70 
Metabolised by 
Strongly adsorbed to suspended 
isopropylamine 
microorganisms  organic and mineral matter. 
 
 
 

Table 2.  Toxicity of chemicals on selected aquatic species. 
 
Glyphosate 
Haloxyfop-R-
Metsulfuron 
Imazapyr  Triclopyr 
isopropylamine 
methyl 
methyl 
propylamine  triethylamine 
 Application Rate 
(mg/L) 

810 
750 
150 
250 
792 
Rats LD50 
>5000 
393 
>5000 
>5000 
2574 
Mallard LD50 
>4500 
>5000 
>5000 
>5000 
10000 
Rainbow Trout LC50 
180 
>800 
>150 
>800 
552 
Fathead Minnow 
LC50 

97 
1000 


101-120 
Bluegill Sunfish 
LC50 

180 
548 
>150 
>1000 
552 
Daphnia LC50 
930 
96.4 
150 
614 
110 
Green alga 
Pseudokirchneriella 
subcapitata 
IC50 
5.56 
24.7 
1.08 
11.5 
10.6 
Most toxic to 
Possibly very 
Most toxic to 
Moderately 
Other algae 
diatoms 
toxic 
cyanobacteria 
Low toxicity 
toxic 
Some selectivity – 
grasses, sedges 
Selectivity of plant 
and rushes 
control 
Non-selective  
Grasses only 
tolerant 
Non-selective 
Dicot selective 
 

Summary 
•  Glyphosate isopropylamine has a longer half-life than haloxyfop methyl, imazapyr 
isopropylamine and triclopyr TEA. Metsulfuron methyl is stable under neutral or 
alkaline conditions, but breaks down rapidly under acid conditions. 
•  Glyphosate isopropylamine is applied at similar concentrations to haloxyfop methyl, 
and triclopyr TEA, but higher than metsulfuron methyl and imazapyr isopropylamine 
•  Glyphosate isopropylamine has similar mammalian and avian toxicity to metsulfuron 
methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA. Haloxyfop methyl is more toxic to 
mammals. 
•  Glyphosate isopropylamine has similar or higher fish toxicity than metsulfuron methyl, 
haloxyfop methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA. 
•  Glyphosate isopropylamine is less toxic to Daphnia than metsulfuron methyl, 
haloxyfop methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA. 

•  Glyphosate isopropylamine has higher toxicity to the green alga Pseudokirchneriella 
subcapitata than metsulfuron methyl, imazapyr isopropylamine and triclopyr TEA, but 
less than haloxyfop methyl. 
•  Glyphosate isopropylamine has less selectivity to non-target angiosperms than 
metsulfuron methyl, haloxyfop methyl and triclopyr TEA, but similar to imazapyr 
isopropylamine. 
•  Glyphosate isopropylamine does not adequately control alligator weed, Manchurian 
wild rice, phragmites, purple loosestrife, sagittaria, Senegal tea and spartina. 
 

Acknowledgements 
Leon Keefer and Angus McKenzie (Latitude Planning Services Ltd.) assisted with the 
sourcing of information. 

References 
Champion, P.D. (2012). Review of ecotoxicology and environmental fate of four 
herbicides used to control aquatic weeds. NIWA Client Report HAM2012-049, 
Hamilton. 23 pp. 
European Glyphosate Environmental Information Source (EGEIS). Aquatic 
ecotoxicity of glyphosate and formulated products containing glyphosate. 
(http://www.egeis.org/cd-info/Aquatic-ecotoxicity-of-glyphosate-and-formulated-
products-containing-glyphosate.pdf) 
E X T O X N E T (Extension Toxicology Network) (1996). Pesticide Information 
Profiles: Glyphosate. (http://extoxnet.orst.edu/pips/glyphosa.htm) 
Monheit, S. (2002). Glyphosate-based aquatic herbicides: An overview of risk. 
Noxious Times 6: 1-10. 
National Pesticide Information Center (NPIS). Glyphosate Technical Factsheet 
(http://npic.orst.edu/factsheets/glyphotech.pdf) 
Peterson, H.G.; Boutin, C.; Martin, P.A.; Freemark, K.E.; Ruecker, N.J.; Moody, 
M.J. (1994). Aquatic phyto-toxicity of 23 pesticides applied at expected 
environmental concentrations. Aquatic Toxicology 28: 275–292. 
Solomon, K.R.; Thompson, D.G. (2003). Ecological risk assessment for aquatic 
organisms from over-water uses of glyphosate. Journal of Toxicology and 
Environmental Health 6
: 289–324. 
Tsui, M.T.K.; Chu, L.M. (2003). Aquatic toxicity of glyphosate-based formulations: 
comparison between different organisms and the effects of environmental 
factors. Chemosphere 52: 1189-1197.