管芳玲, 熊六鳳, 方漢孫, 張玉婷, 蔣新杰, 劉為民, 梁惜梅,*

辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的急性毒性研究

管芳玲1, 熊六鳳2, 方漢孫1, 張玉婷2, 蔣新杰2, 劉為民2, 梁惜梅2,*

1. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院, 江西 南昌 330045 2. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 江西 南昌 330045

在水溫為(22 ± 1)℃的靜水條件下, 研究了辛硫磷和甲苯咪唑等2種常用水產(chǎn)殺蟲劑對大鱗副泥鰍的急性毒性。結(jié)果表明, 辛硫磷對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h 半致死質(zhì)量濃度分別為0.66 mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的24 h、48 h和96 h半致死質(zhì)量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.15 mg·L–1。結(jié)果提示辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍均屬于高毒藥物, 因此在漁業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制該藥物的使用濃度, 避免其對水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。

大鱗副泥鰍; 辛硫磷; 甲苯咪唑; 半致死質(zhì)量濃度; 安全質(zhì)量濃度

0 前言

大鱗副泥鰍(), 屬鯉形目(Cypriniformes), 鰍科(Cobitinae), 副泥鰍屬(), 因其營養(yǎng)豐富, 肉味鮮美細(xì)膩, 深受廣大消費(fèi)者的喜愛, 已廣泛養(yǎng)殖于全國大部分地區(qū)[1-2]。然而隨著大鱗副泥鰍養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大和養(yǎng)殖密度的提高, 養(yǎng)殖中出現(xiàn)的病蟲害問題也變得愈發(fā)嚴(yán)重, 給大鱗副泥鰍的健康養(yǎng)殖帶來了巨大的挑戰(zhàn)。目前, 對于大鱗副泥鰍養(yǎng)殖中病蟲害的防治方法仍較為有限, 一般采用化學(xué)藥物防治的方法減少病蟲害在養(yǎng)殖過程中帶來的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

辛硫磷()和甲苯咪唑()是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的兩種殺蟲劑, 在防治指環(huán)蟲()、三代蟲()、斜管蟲()和車輪蟲()等寄生蟲性疾病中發(fā)揮重要作用[4-5]。然而, 在水產(chǎn)病蟲害的防治過程中, 因藥物濃度的不合理使用而導(dǎo)致養(yǎng)殖水產(chǎn)動物大量中毒死亡的事件時有發(fā)生, 不僅給水產(chǎn)養(yǎng)殖戶帶來直接的經(jīng)濟(jì)損失, 而且對水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。因此, 通過急性毒性試驗明確這兩種常用水產(chǎn)殺蟲劑對養(yǎng)殖水產(chǎn)動物的安全作用濃度, 在實際生產(chǎn)和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有十分重要的意義。目前, 辛硫磷和甲苯咪唑?qū)琪V()幼魚[4]、金魚()[6]和黑尾近紅鲌()[7]等魚類的毒性研究已有報道, 但對大鱗副泥鰍的急性毒性尚未見研究。據(jù)此, 本試驗研究辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的急性毒性, 旨在為大鱗副泥鰍養(yǎng)殖中藥物的安全使用提供科學(xué)依據(jù), 以減少和避免藥物的不合理使用帶來的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)環(huán)境危害。

1 材料與方法

1.1 試驗藥品

辛硫磷溶液體積分?jǐn)?shù)為40%(運(yùn)城康源獸藥有限公司), 甲苯咪唑有效成分含量為10%(永濟(jì)市晉龍藥業(yè)有限公司)。試驗前用蒸餾水將各種藥物配成一定質(zhì)量濃度的母液, 并于試驗時用曝氣自來水稀釋至所需的質(zhì)量濃度, 試驗中所示質(zhì)量濃度均為藥物的有效成分質(zhì)量濃度。

1.2 試驗魚與養(yǎng)殖條件

本試驗所用大鱗副泥鰍由吉安新干源生態(tài)泥鰍養(yǎng)殖場提供, 體格健康, 體表無損傷, 規(guī)格較為一致, 平均體長為(11.19 ± 1.04) cm, 平均體重為(8.15 ± 1.83) g。試驗前將大鱗副泥鰍暫養(yǎng)于曝氣自來水中, 水溫為(22 ± 1)℃, 正常投喂飼料, 及時清除排泄物和死魚, 馴養(yǎng)1周以后待大鱗副泥鰍適應(yīng)實驗室環(huán)境, 無死亡現(xiàn)象后開始試驗, 試驗前一天停止投飼。

1.3 試驗方法

預(yù)備試驗: 根據(jù)辛硫磷和甲苯咪唑這2種藥物對其它魚類的急性毒性試驗結(jié)果以及藥物的推薦使用質(zhì)量濃度, 預(yù)實驗設(shè)置5個間隔較大的藥物質(zhì)量濃度梯度和空白對照組, 盡可能使半致死質(zhì)量濃度(LC50)在處理的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)。試驗在13 L 水族箱中進(jìn)行, 內(nèi)盛5 L試驗液, 每個質(zhì)量濃度組設(shè)3個平行, 每個水族箱中隨機(jī)放5尾魚, 試驗期間不充氣, 不投喂飼料, 水溫為(22 ± 1) ℃。試驗記錄24 h、48 h、72 h和96 h時每個試驗組內(nèi)試驗魚的死亡情況, 以確定急性毒性試驗的質(zhì)量濃度范圍。用鑷子碰觸大鱗副泥鰍的口吻、鰓蓋、鰭條, 身體完全不動, 并在10 s內(nèi)無任何反應(yīng), 確定為死亡, 并及時清除死魚。

急性毒性試驗: 根據(jù)預(yù)試驗的結(jié)果設(shè)定2種藥物正式試驗的質(zhì)量濃度范圍。辛硫磷的質(zhì)量濃度組為0.25 mg·L–1、0.36 mg·L–1、0.51 mg·L–1、0.74 mg·L–1和1.05 mg·L–1; 甲苯咪唑的質(zhì)量濃度組為0.28 mg·L–1、0.38 mg·L–1、0.51 mg·L–1、0.68 mg·L–1、0.90 mg·L–1和1.20 mg·L–1; 同時設(shè)置曝氣自來水空白對照組。試驗在13 L水族箱中進(jìn)行, 內(nèi)盛5 L試驗液, 每個濃度設(shè)3個平行, 每個水族箱中隨機(jī)放置10尾魚, 試驗期間不充氣, 不投喂飼料, 水溫為22 ± 1℃。分別于24 h、48 h、72 h和96 h觀察每組試驗魚的死亡情況, 記錄大鱗副泥鰍的死亡數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析, 試驗結(jié)果以平均值± 標(biāo)準(zhǔn)誤差表示,< 0.05表示處理組與對照組中大鱗副泥鰍的死亡率差異顯著(*)。通過Excel數(shù)據(jù)處理軟件, 采用改良寇氏法[2], 根據(jù)藥物不同時間不同濃度下大鱗副泥鰍的死亡率, 計算藥物對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h的半致死濃度(LC50)和95%的置信區(qū)間。各試驗藥物的安全質(zhì)量濃度(SC)按下式計算[8]:

2 結(jié)果與分析

2.1 大鱗副泥鰍的中毒癥狀

辛硫磷各質(zhì)量濃度暴露組中, 試驗開始后40 min大鱗副泥鰍就出現(xiàn)不同程度的焦慮不安、來回游動或上下串游、魚體扭曲抽搐、撞擊魚缸壁、腹部向上、不時躍出水面、偶爾沉于水底、呼吸漸弱等中毒癥狀。在辛硫磷最低質(zhì)量濃度組(0.25 mg·L–1)中, 24 h后大鱗副泥鰍的活動狀況逐漸恢復(fù)正常, 與空白對照組相比較無明顯差異; 在最高質(zhì)量濃度組(1.05 mg·L–1)中, 12 h時部分大鱗副泥鰍魚反應(yīng)遲鈍或沒反應(yīng)、腹部向上、身體扭曲、失去平衡、浮于水面或沉于水底、呼吸減弱, 隨暴露時間的延長, 中毒癥狀越來越顯著, 中毒個體數(shù)也不斷增加, 24 h時已出現(xiàn)過半數(shù)以上個體死亡, 死亡個體體色發(fā)白, 鰓絲和鰭部充血, 體表有粘液并附有白色絮狀物。

試驗開始時, 甲苯咪唑各質(zhì)量濃度暴露組中的大鱗副泥鰍就馬上表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激反應(yīng), 焦慮不安、游動迅速、上下竄動、身體扭曲、翻肚或倒掛于水中、對敲擊缸壁的刺激反應(yīng)強(qiáng)烈等中毒現(xiàn)象。在甲苯咪唑最低質(zhì)量濃度組(0.28 mg·L–1)中, 24 h時個別大鱗副泥鰍魚體失去平衡, 腹部向上, 浮于水面或沉于水底, 對敲擊刺激反應(yīng)不敏感, 出現(xiàn)呼吸緩慢等中毒癥狀, 直至停止心跳死亡, 但隨著暴露時間的延長, 大鱗副泥鰍的活動狀況逐漸恢復(fù)平靜, 96 h時與對照組相比較無明顯差異; 在最高質(zhì)量濃度組(1.20 mg·L–1)中, 24 h時大部分大鱗副泥鰍魚體腹部向上, 身體彎曲, 失去平衡, 呼吸減慢、浮于水面或沉于水底、出現(xiàn)死亡, 死亡大鱗副泥鰍體色發(fā)白, 胸鰭僵直, 鰓和鰭基部有出血的現(xiàn)象, 體表有大量粘液并有絮狀附著物。

2.2 辛硫磷對大鱗副泥鰍的急性毒性試驗結(jié)果

在辛硫磷的暴露過程中, 對照組和最低質(zhì)量濃度為(0.25 mg·L–1)的大鱗副泥鰍全部存活, 其它質(zhì)量濃度組大鱗副泥鰍的死亡率隨著辛硫磷質(zhì)量濃度的增加和暴露時間的延長而逐漸增大, 低質(zhì)量濃度暴露組(0.36 mg·L–1)24 h、48 h和96 h時的死亡率僅分別為10%、20%和20%, 而最高質(zhì)量濃度組(1.05 mg·L–1) 24 h、48 h和96 h時的大鱗副泥鰍的死亡率則分別為85%、95%和100%, 且與對照組相比較均存在顯著差異(< 0.05)(圖1)。

2.3 甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的急性毒性試驗結(jié)果

對照組大鱗副泥鰍的死亡率為0%, 隨著甲苯咪唑質(zhì)量濃度的增加, 大鱗副泥鰍的死亡率逐漸增大, 最低質(zhì)量濃度組(0.28 mg·L–1)24 h、48 h和96 h時的死亡率均低于為10%, 最高質(zhì)量濃度組(1.20 mg·L–1)24 h、48 h和96 h時的死亡率均高于85%(< 0.05); 而在甲苯咪唑的暴露過程中, 各時間節(jié)點(diǎn)中同一質(zhì)量濃度組中大鱗副泥鰍的死亡率基本上保持一致, 只有最高質(zhì)量濃度組(1.2 mg·L–1)48 h和96 h時的死亡率與24 h時的相比較增加了5%, 均為95%(圖2)。

2.4 辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的半致死質(zhì)量濃度和安全質(zhì)量濃度

根據(jù)不同時間不同質(zhì)量濃度下辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的致死率, 采用改良寇氏法, 計算出2種藥物對大鱗副泥鰍的半致死質(zhì)量濃度和安全質(zhì)量濃度(表1)。辛硫磷對大鱗副泥鰍的24 h、48 h、96 h 半致死質(zhì)量濃度分別為0.66mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的24 h、48 h、96 h半致死質(zhì)量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1、0.54 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.15 mg·L–1。

圖1 不同質(zhì)量濃度辛硫磷對大鱗副泥鰍的致死率(* p < 0.05 表示與對照組比較差異顯著)

<

Figure 1 The mortality rate ofexposed to different concentration of phoxim (*< 0.05, significant differences from the control group)

圖2 不同質(zhì)量濃度甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的致死率(* p < 0.05 表示與對照組比較差異顯著)

<

Figure 2 The mortality rate ofexposed to different concentration of mebendazole (*< 0.05, significant differences from the control group)

表1 辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的半致死濃度和安全濃度

3 討論

辛硫磷是一種高效低毒的有機(jī)磷殺蟲劑, 主要通過抑制乙酰膽堿酯酶活性而引起乙酰膽堿代謝紊亂而殺死魚體上三代蟲、指環(huán)蟲和線蟲(Nematoda)等寄生蟲, 在漁業(yè)中的常用劑量為0.01 mg·L–1 [9]。本研究結(jié)果顯示, 辛硫磷高質(zhì)量濃度暴露組(0.74 mg·L–1和1.05 mg·L–1)中大鱗副泥鰍的死亡率隨著暴露時間的延長而逐漸增大, 推測大鱗副泥鰍的中毒過程可能是由辛硫磷在體內(nèi)不斷累積, 使魚體乙酰膽堿代謝紊亂而導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)傳遞受阻所致[6,10]。在辛硫磷最低質(zhì)量濃度暴露組(0.25 mg·L–1)中大鱗副泥鰍雖未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象, 但在暴露初期(40 min)即出現(xiàn)腹部向上、魚體扭曲抽搐、撞擊魚缸壁等明顯的應(yīng)激反應(yīng), 表明低劑量辛硫磷對大鱗副泥鰍運(yùn)動行為的毒副作用仍不可忽視。辛硫磷對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h半致死質(zhì)量濃度分別為0.66 mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.11 mg·L–1, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于漁業(yè)的常用劑量, 表明在大鱗副泥鰍的養(yǎng)殖生產(chǎn)中可合理地使用該藥進(jìn)行寄生蟲病的防治。然而, 有研究表明辛硫磷對虹鱒幼魚[4]、金魚[6]、黑尾近紅鲌[7]、梭鱸()幼魚[11]和羅非魚()[12]等的安全質(zhì)量濃度分別為0.0004 mg·L–1、0.55 mg·L–1、0.042 mg·L–1、0.004 mg·L–1和0.46 mg·L–1, 提示不同種類的魚對辛硫磷的敏感性均存在較大的差異。因此, 在漁業(yè)生產(chǎn)中要根據(jù)養(yǎng)殖對象的不同嚴(yán)格地控制該藥物的使用濃度, 準(zhǔn)確用藥, 以免造成水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物的大量死亡。

甲苯咪唑?qū)儆诒奖溥蝾愃幬? 其作用機(jī)理是通過抑制寄生蟲對葡萄糖的吸收, 導(dǎo)致蟲體糖原耗盡, 同時抑制延胡索酸還原酶系統(tǒng), 阻礙ATP的產(chǎn)生, 最終使寄生蟲衰竭而死亡[13-14]。隨著甲苯咪唑染毒濃度的增加和時間的延長, 會引起魚體的糖原和ATP代謝障礙, 最終導(dǎo)致魚體死亡[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn), 隨著甲苯咪唑暴露質(zhì)量濃度的增加, 大鱗副泥鰍的死亡率逐漸增加, 24 h時最低質(zhì)量濃度組(0.28 mg·L–1)的死亡率為5%, 高質(zhì)量濃度組(1.20 mg·L–1)的死亡率高達(dá)90%, 表明一定質(zhì)量濃度的甲苯咪唑會使大鱗副泥鰍的代謝出現(xiàn)障礙而導(dǎo)致魚體死亡, 存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。但隨著暴露時間的延長, 除了最高質(zhì)量濃度組外, 其他質(zhì)量濃度組各時間節(jié)點(diǎn)中甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的致死率基本一致, 48 h和96 h 時的致死率與24 h時的相同, 表明甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的毒性作用在24 h內(nèi)已基本體現(xiàn)出來, 因此在該藥物的用藥初期關(guān)注水產(chǎn)動物的反應(yīng)癥狀尤為重要。目前, 甲苯咪唑在漁業(yè)生產(chǎn)中建議的使用質(zhì)量濃度為0.10—0.15 mg·L–1[7]。本研究結(jié)果顯示, 甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的24 h、48 h和96 h半致死質(zhì)量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.15 mg·L–1, 與建議的漁業(yè)常用劑量接近或相當(dāng)。湯施展等[4]研究表明甲苯咪唑?qū)琪V幼魚的96 h半致死質(zhì)量濃度為0.47 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.17 mg·L–1; 張新鋮等[5]研究也發(fā)現(xiàn)25℃水溫時甲苯咪唑?qū)γ乐搛?)的96 h半致死質(zhì)量濃度為0.122 mg·L–1, 安全質(zhì)量濃度為0.063 mg·L–1。這些研究結(jié)果均表明, 甲苯咪唑?qū)︳~類的毒性較高, 安全質(zhì)量濃度低于或接近生產(chǎn)使用質(zhì)量濃度, 提示在漁業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)該謹(jǐn)慎使用該藥物, 以免對水生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的危害。

根據(jù)化學(xué)藥物對魚類毒性等級評價標(biāo)準(zhǔn)[17], 將96 h半致死質(zhì)量濃度劃分為4個等級, 劇毒< 0.1 mg·L–1, 高毒0.1—1.0 mg·L–1, 中毒1.0—10.0 mg·L–1, 低毒> 10.0 mg·L–1。本研究中辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的96 h半致死質(zhì)量濃度分別0.52 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 因此, 這2種藥物對大鱗副泥鰍均屬于高毒藥物。近年來, 水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大和養(yǎng)殖密度的提高, 導(dǎo)致水產(chǎn)病蟲害日趨嚴(yán)重, 從而使得辛硫磷和甲苯咪唑等殺蟲劑在漁業(yè)生產(chǎn)中的作用尤顯重要。然而, 這些殺蟲劑的使用不僅會殺滅水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物的病蟲害, 還會對水產(chǎn)動物本身產(chǎn)生毒害作用, 因此在漁業(yè)生產(chǎn)中要謹(jǐn)慎使用這些藥物, 充分考慮藥物對水產(chǎn)動物的安全質(zhì)量濃度, 把握好藥物的用藥量, 以避免藥物的不合理使用帶來的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)環(huán)境危害。

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Acute toxicity of phoximandmebendazole on

GUAN Fangling1, XIONG Liufeng2, FANG Hansun1,ZHANG Yuting2, JIANG Xinjie2, LIU Weimin2, LIANG Ximei2,*

1. College of Environmental and Land Resource Management, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China 2. College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

In this study, the acute toxicity of phoxim and mebendazole onwas studied at water temperature of (22 ± 1) ℃ by a static test method. The results showed that the median-lethal concentration (LC50) of phoxim was 0.66 mg·L–1in 24 h, 0.55 mg·L–1in 48 h and 0.52 mg·L–1in 96 h, and the safe concentration for usage was calculated as 0.11 mg·L–1. The LC50of mebendazole was found to be 0.56 mg·L–1in 24 h, 0.54 mg·L–1in 48 h and 0.54 mg·L–1in 96 h, with safe concentration obtained as 0.15 mg·L–1.The results indicate phoxim and mebendazole are all highly toxic to the, thus in order to reduce the adverse effects of these drugs on aquatic ecosystems, their dosage should be cautiously controlled when applied in aquaculture.

; phoxim; mebendazole; median-lethal concentration; safe concentration

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.06.004

X171.5

A

1008-8873(2020)06-025-05

2019-09-27;

2020-01-01

江西省教育廳項目(GJJ180186); 江西省研究生創(chuàng)新專項資金項目(YC2019-S179); 江西省科技廳重點(diǎn)項目(9021107236); 國家自然科學(xué)基金項目(31602168)

管芳玲 (1995—), 女, 江西吉安人, 碩士研究生, 主要從事環(huán)境面源污染控制, E-mail: tmenet1017@163.com

梁惜梅 (1985—), 女, 廣東臺山人, 博士, 講師, 主要從事養(yǎng)殖水域生態(tài)環(huán)境與調(diào)控, E-mail: willie3@163.com

管芳玲, 熊六鳳, 方漢孫等. 辛硫磷和甲苯咪唑?qū)Υ篦[副泥鰍的急性毒性研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(6): 25–29.

GUAN Fangling, XIONG Liufeng, FANG Hansun, et al. Acute toxicity of phoximand mebendazole on[J]. Ecological Science, 2020, 39(6): 25–29.