主艷飛 ,慕 衛(wèi) ,劉 峰 ,于偉麗 ,左文靜 ,莊占興 *,宋化穩(wěn)
(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,山東泰安 271018;2.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院,山東省化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,濟(jì)南250033)
農(nóng)藥污染是世界主要環(huán)境污染之一,農(nóng)藥在施用過程中由于噴灑和流失會進(jìn)入附近的土壤和水體環(huán)境中,造成土壤和水體污染,并引起土壤和水體中非靶標(biāo)生物的中毒或死亡[1]。戊唑醇屬三唑類內(nèi)吸殺菌劑,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用殺菌劑,其主要作用機(jī)理是抑制麥角甾醇中間體的氧化脫甲基反應(yīng)[2]。戊唑醇長期大量使用已對生態(tài)環(huán)境造成一定的壓力和影響。有研究表明:戊唑醇對玉米螟赤眼蜂的毒性為高風(fēng)險[3];戊唑醇對家蠶的急性毒性為中等毒[4];戊唑醇對花翅搖蚊的毒性為中等毒,EC50值為3.056 mg/kg[5]。其對水生生物的毒性因物種的不同而略有差異。根據(jù)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則第13部分:溞類急性活動抑制試驗(yàn)》[6]毒性評價標(biāo)準(zhǔn),其等級劃分多為中等毒。研究表明,戊唑醇對魚類[7]、大型溞[8]、羊角月牙藻[9]等均為中等毒。吳生敢等[10]研究表明,戊唑醇對斜生柵列藻的毒性為高毒,對大型溞和斑馬魚的毒性為中等毒。
相同成分不同劑型的化學(xué)農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的毒性受助溶劑、消解動態(tài)及環(huán)境行為等因素的影響。據(jù)理化性質(zhì),戊唑醇可以加工為乳油、可濕性粉劑、懸浮劑、濕拌種劑、水乳劑、懸浮種衣劑、水分散粒劑等[11]。不同劑型的戊唑醇對不同水生生物的毒性評價鮮有報道。因此,有必要進(jìn)一步研究不同劑型戊唑醇對水生生物的急性毒性,制定科學(xué)合理的用藥方案,選擇合適劑型以減少環(huán)境污染和浪費(fèi)。本文采用半靜態(tài)法測試95%戊唑醇原藥(TC)、50%戊唑醇懸浮劑(SC)、85%戊唑醇水分散粒劑(WG)、250 g/L戊唑醇水乳劑(EW)、80%戊唑醇可濕性粉劑(WP)對大型溞的急性毒性,評估戊唑醇4種常見劑型產(chǎn)品對大型溞的毒性差異,分析篩選出環(huán)保劑型,以期減少農(nóng)藥使用過程對生態(tài)環(huán)境的污染。
供試藥劑:95%戊唑醇TC由陜西康禾立豐生物科技藥業(yè)有限公司提供;50%戊唑醇SC由青島東生藥業(yè)有限公司提供;85%戊唑醇WG由青島泰生生物科技有限公司提供;250 g/L戊唑醇EW由青島凱源祥化工有限公司提供;80%戊唑醇WP由上海升聯(lián)化工有限公司提供。
大型溞(Daphnia magna)引種于中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所。試驗(yàn)選用實(shí)驗(yàn)室條件下,孤雌繁殖3代以上、出生時間為6~24 h、健康活潑的幼溞。
試驗(yàn)用水為ISO標(biāo)準(zhǔn)稀釋水。稀釋水pH值為6.0~9.0,硬度為140~250 mg/L(以CaCO3計),溶解氧3.0 mg/L以上。在此水體中,大型溞生長健康。恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),光照/黑暗時間比為16/8,溫度為(20±2)℃。
試驗(yàn)參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則第13部分:溞類急性活動抑制試驗(yàn)》(GB/T 31270.13—2014)[6],采用半靜態(tài)法測定各制劑對大型溞的急性毒性。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,每個制劑設(shè)置5個試驗(yàn)有效成分質(zhì)量濃度,見表1。將試驗(yàn)藥液分裝至6個燒杯中(其中1個燒杯用于水質(zhì)測定),每個燒杯中加入30 mL藥液,每個濃度設(shè)置3次重復(fù),每次重復(fù)10只幼溞。同時設(shè)置空白對照。試驗(yàn)期間不喂食,于藥劑處理后24 h和48 h測定燒杯中溶液的溶氧量、pH值,同時觀察大型溞中毒癥狀和受抑制數(shù)。根據(jù)GB/T 31270.13—2014中農(nóng)藥對溞類的毒性分級標(biāo)準(zhǔn)對戊唑醇TC及4種劑型進(jìn)行毒性等級劃分。
表1 不同劑型戊唑醇的急性毒性試驗(yàn)濃度
試驗(yàn)結(jié)果用SPSS16.0統(tǒng)計軟件處理,計算供試藥劑對大型溞24 h、48 h的半數(shù)抑制濃度(EC50)值和95%置信限。
試驗(yàn)期間,空白對照組大型溞未出現(xiàn)死亡和可見異常行為,不同劑型戊唑醇對大型溞表現(xiàn)出不同程度抑制作用,染毒后的大型溞游動減慢,觸角后束,基本觀察不到擺動,體色發(fā)白,不再透明,沉于杯底。各藥劑處理組試驗(yàn)大型溞出現(xiàn)不同程度的死亡,48 h死亡率達(dá)到峰值。
戊唑醇TC及4種制劑對大型溞的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見表2。50%戊唑醇SC對大型溞24、48 h的EC50值最小,分別為1.807 mg/L和1.374 mg/L。95%戊唑醇TC對大型溞24、48 h的EC50值最大,分別為17.493 mg/L和8.396 mg/L。在本實(shí)驗(yàn)條件下,戊唑醇TC及4種劑型對大型溞的急性毒性均為中等毒。
隨著農(nóng)藥用量的逐年增加,農(nóng)藥助劑的安全性問題日益受到關(guān)注。雖然農(nóng)藥助劑對靶標(biāo)生物沒有直接的生物活性,但對人類、有益生物和環(huán)境存在一定的毒害作用[11]。受所用助劑溶劑等材料、有效成分含量等因素影響,相同化學(xué)農(nóng)藥的不同劑型產(chǎn)品對環(huán)境生物的急性毒性存在顯著差異。王雅東等[12]測得430 g/L戊唑醇SC、60 g/L戊唑醇FS、25%戊唑醇EW對斑馬魚96 h的半致死濃度(LC50)分別為7.81 mg/L、5.28 mg/L和3.10 mg/L,3種劑型戊唑醇對斑馬魚的急性毒性均為II級,且以懸浮劑對斑馬魚的急性毒性最低。季靜等[13]測定了40%毒死蜱EC和30%毒死蜱CS對魚類、鳥類、家蠶和蜜蜂等4種環(huán)境生物的毒性。毒死蜱EC對斑馬魚的LC50值(96 h)為0.68 mg/L,毒性為高毒,毒死蜱CS對斑馬魚的LC50值為47.30 mg/L,毒性為低毒。兩者毒性差異非常大。因此,評價不同農(nóng)藥劑型產(chǎn)品對水生生物的安全性對合理使用農(nóng)藥、開發(fā)低毒劑型、減少農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染、保護(hù)生態(tài)多樣性具有重要意義。
龔會琴等[8]研究結(jié)果顯示,戊唑醇TC對大型溞的LC50值(48 h)為8.05 mg/L,毒性為中等毒。吳生敢等[10]研究結(jié)果表明,60 g/L戊唑醇FS對大型溞和斑馬魚的毒性為中等毒。戊唑醇其他劑型產(chǎn)品對大型溞的急性毒性研究鮮少報道。雖然不同研究的急性毒性結(jié)果有所差異,但是戊唑醇對大型溞的急性毒性均劃分為中等毒。
表2 戊唑醇TC及不同制劑對大型溞急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
分析表2具體數(shù)據(jù),相同劑型產(chǎn)品隨受試物濃度的增加和試驗(yàn)時間的延長,大型溞中毒程度加重,戊唑醇TC及其4種劑型產(chǎn)品的48 h急性毒性均比同劑型產(chǎn)品24 h毒性高;不同劑型中95%戊唑醇TC對大型溞急性毒性數(shù)據(jù)最高,毒性最低。其余4種劑型的戊唑醇毒性比較,80%戊唑醇WP<250 g/L戊唑醇EW<85%戊唑醇WG<50%戊唑醇SC。80%戊唑醇WP的急性毒性是50%戊唑醇SC毒性的4倍左右,是85%戊唑醇WG毒性的2倍左右,是250 g/L戊唑醇EW毒性的2倍左右。一般來說,不同劑型間的毒性差異主要因?yàn)橛袡C(jī)溶劑和乳化劑的作用。
同一種有效成分不同廠家生產(chǎn)的相同劑型產(chǎn)品也會存在不同的毒性。針對于本文研究的4種戊唑醇劑型產(chǎn)品,80%戊唑醇WP毒性最低,實(shí)際使用中推薦優(yōu)先使用,并嚴(yán)格按照正確使用方式及控制用量,減少戊唑醇對水生生物的影響,保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。
戊唑醇TC及其4種制劑產(chǎn)品對大型溞急性毒性為中等毒,不同劑型產(chǎn)品對大型溞毒性不同,其中戊唑醇WP對大型溞的急性毒性最低。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,推薦使用戊唑醇WP劑型控制植物病害,以減少農(nóng)藥對生態(tài)系統(tǒng)的影響。