Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的急性毒性研究

郭建波，郭遠明，喻 亮，鐘 志，陽 芳

（浙江海洋大學海洋與漁業研究所，浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江舟山 316021）

Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的急性毒性研究

郭建波，郭遠明，喻 亮，鐘 志，陽 芳

（浙江海洋大學海洋與漁業研究所，浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江舟山 316021）

2016年6月，在浙江省海洋水產研究所西軒養殖試驗場選取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚幼魚作為實驗動物，采用靜水法開展研究了Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的急性毒性實驗。結果表明，在海水pH=7.86～8.12、T=26.1～27.7℃、S=27.6～29.1的條件下，Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的96 h LC50分別為10.262 mg/L、46.221 mg/L、9.134 mg/L，其95%置信區間分別為6.676～12.672 mg/L、42.942～49.827 mg/L、6.449～11.272 mg/L。綜合3種重金屬離子對大黃魚幼魚的毒性機理和急性毒性數據，3種重金屬離子對大黃魚幼魚的毒性依次為As3+＞Cr6+＞Ni2+。Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的安全濃度分別為0.10 mg/L、0.46 mg/L、0.09 mg/L。Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的毒性均為高毒。

Cr6+；Ni2+；As3+；大黃魚；急性毒性；半致死濃度

大黃魚Pseudosciaena crocea隸屬于鱸形目、石首魚科、黃魚屬，俗稱黃魚、黃花魚、大王魚等，為暖水性集群洄游魚類，生活于近海的中、下層[1-2]。作為傳統“四大海產”（大黃魚、小黃魚、帶魚、烏賊）之一，大黃魚是我國近海主要經濟魚類，廣泛分布于黃海中部以南至瓊州海峽以東的中國大陸近海及朝鮮西海岸。大黃魚因其肉質細嫩鮮美、高蛋白、低膽固醇，并富含不飽和脂肪酸和牛磺酸，對人體有很好的補養作用，是我國以及周邊國家及地區人民青睞的海產魚類之一。

近年來，隨著沿海經濟的迅猛發展，隨即出現了近海污染等一系列海洋環境問題，據國家環保局《漁業水質標準（GB11607-1989）》[3]規定，魚、蝦類的產卵場、索餌場、越冬場、洄游通道以及水產增養殖區等海、淡水漁業水域Cr6+含量應≤0.1 mg/L，Ni2+、As3+含量均應≤0.05 mg/L。但在相關調查報告中發現，部分污染水域超標數倍不等，某地區水域甚至因Ni2+污染造成了牡蠣等海產品變異嚴重[4-5]。重金屬污染的不斷加重，使得水生生物的生存環境受到了嚴重的威脅[6]。魚類急性毒性實驗是用來判別污染物毒性的簡便而且快速的方法[7]，目前有關重金屬對魚類的急性毒性研究國內外已有許多報道[8-11]。大黃魚作為傳統經濟魚類和近年來的主要海水養殖、海洋增殖放流品種，對其開展急性毒性試驗，評價污染物毒性現狀具有重要的意義。國內有氨氮、亞硝態氮[1]、氟苯尼考[12]、硝唑尼特[13]、鎘等對大黃魚幼魚的急性毒性效應研究報道，但未見Cr6+、Ni2+和As3+三種重金屬離子對大黃魚影響的報道。

筆者于2016年6月在浙江省海洋水產研究所西軒養殖試驗場選取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚幼魚作為實驗動物，將其置于添加了不同濃度的Cr6+、Ni2+、As3+的海水中開展毒性實驗，通過實驗獲取了3種重金屬離子對大黃魚的急性毒性數據，初步探討了3種重金屬離子對大黃魚幼魚的致毒機理，以期為養殖環境評價和相關污染事故處理提供參考依據[14]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 受試生物

2016年6月從浙江省海洋水產研究所西軒養殖試驗場取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚幼魚作為實驗動物，充氧立即運回浙江省海洋水產研究所室內暫養，暫養容器為經高錳酸鉀消毒清洗過的聚乙烯塑料缸（容積80 L），暫養期間的光暗比為（14 h:10 h），每天采用少量多次的投餌方式投餌，實驗前一天停止投餌，96 h實驗期內不投餌，不換水，防止外源雜質影響實驗本底值。挑選無傷病的健壯個體作為實驗對象，規格為體長（4.81±0.92）cm、體質量（1.56±0.87）g，馴養3～4 d，備用。

1.1.2 試驗海水

試驗用海水取自浙江省海水增養殖基地—浙江省舟山市普陀區西軒島附近的海域，經過48 h沉淀、二級砂濾，經測定所用海水Cr6+含量為0.000 5 mg/L、Ni2+含量為0.000 2 mg/L、As3+含量為0.001 5 mg/L，符合《漁業水質標準（GB11607-1989）》[3]。實驗組重金屬的質量濃度已包含海水本底值。水溫26.1～27.7℃，鹽度27.6～29.1，pH 7.86～8.12，DO>7.8 mg/L。

1.1.3 試驗容器

試驗容器為50 cm×30 cm×30 cm的有機玻璃缸，實驗前，所有用于實驗的玻璃缸均以硝酸（1+5）浸泡過夜后，再用現配的等濃度的金屬液進行處理，消除原缸體中可能含有的原有金屬離子并且消除器壁對金屬離子的吸附影響，所用的玻璃儀器等工具均用HNO3（1+5）浸泡24 h以上，用水反復沖洗，最后用純凈水沖洗干凈，備用[15]。

1.1.4 試驗試劑

重鉻酸鉀（K2Cr2O7）、硝酸鎳（Ni（NO3）2·6H2O）均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司；亞砷酸鈉（NaAsO2），化學純，購自湖南水口山二廠化學試劑廠。用二級水分別配制Cr6+、Ni2+和As3+質量濃度為1 000 mg/L的標準儲備液，由標準儲備液稀釋得到試驗中所用受試溶液。

1.2 方法

試驗方法按照《近海污染生態調查和生物監測（GB 17378.7-2007海洋監測規范第7部分）》[16]進行，經過相關文獻查閱以及預備實驗初步選定幾組濃度范圍，記錄并觀察96 h內大黃魚幼魚的反應情況。依據預實驗所得出的結果，按照濃度等差間距法，將Cr6+設8 mg/L、11 mg/L、14 mg/L、17 mg/L、20 mg/L 5個濃度組，Ni2+設35 mg/L、40 mg/L、45 mg/L、50 mg/L、55 mg/L 5個濃度組，As3+設6 mg/L、9 mg/L、12 mg/L、15 mg/L、18 mg/L 5個濃度組，每個濃度分別設置2個平行組，另設置一個空白對照組。大黃魚幼魚所有實驗組和對照組均分別用未染毒的小孔網兜隨機放入8尾幼魚，所有魚于15 min內轉移完畢，試驗周期為96 h。

實驗期間，于12 h內連續觀察，并記錄每組死亡數量、未死亡幼魚和瀕死幼魚的生理反應，之后分別于24 h、48 h、72 h、96 h觀察記錄死亡情況。實驗中，用玻璃棒觸碰幼魚尾部無任何反應表示已完全死亡，及時撈出死亡幼魚，防止死亡幼魚污染水質。暫養期間每天采用少量多次的投餌方式投餌，實驗前一天停止投餌，96 h實驗期內不投餌，不換水，防止外源雜質影響實驗本底值。

1.3 數據處理

根據3種重金屬離子對大黃魚幼魚的急性毒性實驗結果，本實驗采用概率單位—質量濃度直線回歸法，計算96 h LC50及95%置信區間。安全濃度（Sc）采用下列公式計算：

2 結果分析

2.1 Cr6+對大黃魚的急性毒性

Cr6+對大黃魚幼魚的急性毒性試驗結果見表1。大黃魚在20 mg/L的最高Cr6+質量濃度實驗組較低濃度組活躍，低質量濃度組大黃魚幼魚放入實驗容器中游動緩慢，與空白對照組基本相似；高質量濃度試驗組幼魚最初放入實驗容器時游動迅速，身體彎曲，嘴開合頻率較低濃度組增加，隨著時間的延長，活動減弱，側游于水底作圓周洄游狀，6 h后開始出現死亡現象，96 h死亡率達到93.75%。根據實驗結果計算，Cr6+對大黃魚的96 hLC50為10.262 mg/L，95%置信區間為6.676～12.672 mg/L，安全濃度為0.10 mg/L。

表1 Cr6+對大黃魚的急性毒性試驗結果Tab.1 Acute toxicity of Cr6+to P.crocea juvenile

2.2 Ni2+對大黃魚的急性毒性

Ni2+對大黃魚幼魚的急性毒性試驗結果見表2。Ni2+對大黃魚幼魚的影響程度與實驗質量濃度呈正相關。大黃魚在55 mg/L的最高Ni2+質量濃度實驗組中，游動劇烈，呈現出浮頭不安的現象，10 h后側游于水底作圓周游動。高低質量濃度組均開始出現死亡情況，用玻璃棒觸碰其尾部無任何反應。根據實驗結果計算，Ni2+對大黃魚的96 h LC50為46.221 mg/L，95%置信區間為42.942～49.827 mg/L，安全濃度為0.46 mg/L。

表2 Ni2+對大黃魚的急性毒性試驗結果Tab.2 Acute toxicity of Ni2+to P.crocea juvenile

2.3 As3+對大黃魚的急性毒性

As3+對大黃魚幼魚的急性毒性試驗結果見表3。由表3中數據可知，24 h內As3+對大黃魚幼魚的影響程度與實驗質量濃度呈遞增趨勢，48 h時，大黃魚在As3+質量濃度18 mg/L實驗濃度組中出現完全死亡情況。在18 mg/L的最高As3+質量濃度實驗組中，大黃魚初放入實驗容器中表現相當活躍，出現狂游跳躍現象，隨時間的延長，身體彎曲，對外界刺激反應減弱，最后沉于水底死亡。根據實驗結果計算，As3+對大黃魚的96 h LC50為9.134 mg/L，95%置信區間為6.449～11.272 mg/L，安全濃度為0.09 mg/L。

表3 As3+對大黃魚的急性毒性試驗結果Tab.3 Acute toxicity of As3+to P.crocea juvenile

2.4 Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的急性毒性效應

通過對表1、2、3數據作統計學處理得表4。在相同暴露時間下，Cr6+、Ni2+、As3+與大黃魚死亡概率的線性回歸方程及相應重金屬離子的半致死濃度、95%置信區間和3種重金屬離子對大黃魚的安全濃度計算結果如下。通過建立死亡概率的回歸方程，均顯示出了較好的正相關性。96 h內As3+的半致死濃度濃度LC50值比Cr6+偏小，表明Cr6+、As3+對大黃魚的致毒效果隨時間的更迭差別不大，基本處于同一水平。Ni2+的96 h LC50值均大于Cr6+、As3+，表明Ni2+的致毒效應較Cr6+、As3+弱，Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚的毒性強度由大到小依次為As3+、Cr6+、Ni2+的順序。

表4 Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚的急性毒性實驗線性回歸方程、96 h LC50、95%置信區間及安全濃度Tab.4 The linear regression equation 96 h LC5095%confidence interval and safety concentration of present search

3 結論與討論

根據國家環保局相關文件規定，96 h LC50＞10 000 mg/L、1 000～10 000 mg/L、100～1 000 mg/L、1～100 mg/L、＜1.0 mg/L分別為微毒、低毒、中毒、高毒、劇毒污染物[18]。按照這一等級的劃分，本實驗中Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的96 h LC50分別為10.262 mg/L、46.221 mg/L、9.134 mg/L，Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚的毒性均為高毒，其安全濃度分別為0.10 mg/L、0.46 mg/L、0.09 mg/L，均高于《漁業水質標準（GB11607-1989）》[3]規定的數值，表明大黃魚幼魚對3種重金屬離子具有較高的耐受性。3種重金屬離子對大黃魚幼魚的毒性依次為As3+＞Cr6+＞Ni2+。根據急性毒性試驗結果來看，Cr6+、Ni2+、As3+對大黃魚幼魚均具有急性毒性。另據報道，Cr6+對同為石首魚科的黃姑魚幼魚的96 h LC50為13.13 mg/L[14]。試驗結果表明，大黃魚幼魚對Cr6+的敏感性與黃姑魚較相近。有效控制養殖環境中Cr6+、Ni2+、As3+的濃度水平，為安全養殖提供良好的生存環境，對于保障人類的食品安全具有重要現實意義。

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Study on Acute Toxicity of Cr6+、Ni2+、As3+to Pseudosciaena crocea Juvenile

GUO Jian-bo,GUO Yuan-ming,YU Liang,et al
（Institute of Marine and Fisheries of Zhejiang Ocean University,Key Laboratory of Sustainable Utilization of Technology research for Fishery Resource of Zhejiang Province,Zhoushan 316021,China）

In June 2016,in the Xixuan breeding test field of Zhejiang Ocean Fisheries Research Institute selected day old 103 d of artificial cultivation of juvenile Pseudosciaena crocea as experimental animals,the hydrostatic method to carry out research Cr6+,Ni2+and As3+on juvenile P.croceaacute toxicity experiment.The results showed that 96 h LC50values of Cr6+,Ni2+and As3+towards P.croceain the sea water with condition of pH 7.86-8.12,a temperature of 23.1-24.7℃,and a salinity of 27.6-29.1 were 10.262 mg/L,46.221 mg/L and 9.134 mg/L respectively.96 h LC50values with 95%confidence interval were in the range of 6.676-12.672 mg/ L,42.942-49.827 mg/L and 6.449-11.272 mg/L,respectively.Theacute toxicity of Cr6+,Ni2+and As3+to P.croceawas arranged in a descend order as the following:As3+＞Cr6+＞Ni2+.The safe concentration of Cr6+,Ni2+and As3+on juvenile P.croceawere 0.10 mg/L,0.46 mg/L,0.09 mg/L.The toxicity of chromium,nickel and arsenic on juvenile P.croceawere highly toxic.

Cr6+;Ni2+;As3+;Pseudosciaena crocea;acute toxicity;median lethal concentration

S912

A

1008－830X(2016)05－0390－05

2016-07-23

浙江省公益性技術應用研究項目（2015C32001）

郭建波（1992-），男，山西晉中人，碩士研究生，研究方向：水域環境管理與評估.E-mail:guojian_bo@126.com

鐘志.E-mail:zhongzhizz@sina.com