溴氰菊酯在模擬河蟹稻田養殖系統中的歸趨性研究

尹君 石曉旭 陳亦

摘要[目的]建立模擬稻田養殖系統，研究溴氰菊酯在生態系統中的代謝及分布。[方法]采用HPLC測定水體、土壤、水稻根、河蟹肝胰腺及血漿等不同樣品中溴氰菊酯的殘留量及在環境中的分布和消除規律。[結果]試驗結束時，溴氰菊酯在水體中殘留量低于檢測限;底泥中殘留量高達1 500.48 μg/kg，消除半衰期長約104 d。[結論]溴氰菊酯肝胰腺組織中的殘留量大于血漿組織中的殘留量，易在河蟹肝胰腺內積累，其殘留量具有組織差異性。

關鍵詞溴氰菊酯;稻田養殖生態系統;吸收;殘留;消除

中圖分類號S482.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0009-03

Distribution of Deltamethrin in Simulated Rice Field System of Chinese Mitten Crab （Eriocheir sinensis）

YIN Jun，SHI Xiaoxu，CHEN Yi et al

（Agricultural Technology Extension Center of Pudong New District of Shanghai， Shanghai 201201）

Abstract[Objective] The aim of this study is to establish a simulated rice farming system to study the metabolism and distribution of deltamethrin in the ecosystem. [Method] The residues of deltamethrin in different samples of water， soil， rice root， crab， hepatopancreas and plasma and their distribution and elimination in the environment were determined by HPLC.[Result]At the end of the test， the residual amount of deltamethrin in water was lower than the detection limit， and the residue in the sediment was up to 1 500.48 μg/kg， and the halflife was about 104 d. [Conclusion] The residual amount of deltamethrin in the hepatopancreas was greater than that in the plasma tissue. It was easy to accumulate in the hepatopancreas of the river crab. The residual amount of the liver and pancreas was different from that of the tissue.

Key wordsDeltamethrin;Simulated rice field system;Absorption;Residue;Elimination

河蟹稻田養殖是中國種植業和漁業相結合的新型生態養殖方式，由于其能使稻田的生態系統在結構和功能上得到合理改善，實現種養共生互利，取得最佳的生態經濟效果[1-2]。但隨著河蟹稻田養殖技術的發展，種稻過程中所用的農藥及養殖水產品使用的漁藥產生的食品安全性問題成為研究的熱點。溴氰菊酯是一類含有苯氧基的環丙烷酯的擬除蟲菊酯類農藥，廣泛用于農作物的病蟲害防治，同時可防治河蟹寄生蟲病[3]，對人畜的毒性雖比有機磷和氨基甲酸酯類低，但其潛在的雌激素[4]作用特性需引起高度重視，近年來大量的使用溴氰菊酯直接或間接地威脅水生動物的生存及生態系統平衡。這類藥物屬于高親酯性殺蟲劑，在水中能直接進入河蟹的鰓和血液，水產品對其的轉化和排泄能力明顯低于對農藥的積累，同時這類農藥可通過鈉離子通道干擾非靶生物的神經傳導功能，因此，擬除蟲菊酯類農藥對水生動物有很強的毒性。進入生態系統中的溴氰菊酯會受各種物理或化學因素發生降解及遷移，其或是吸附于土壤等沉積物，或是被生物體吸收進而通過食物鏈進行傳遞。因此，研究養殖系統中溴氰菊酯的分布代謝是非常有意義的。我們以河蟹稻田模擬養殖系統為研究對象，研究溴氰菊酯在生態系統各組分中的分布及代謝情況，旨在建立擬除蟲菊酯農藥對水體生態的破壞性評估數據，為農業生產中安全使用擬除蟲菊酯類農藥提供參考。

1材料與方法

1.1儀器與設備

Aglient-1100型高效液相色譜儀配自動進樣器，美國Aglient公司產品;漩渦混合器，美國Thermo fisher公司產品;旋轉蒸發儀，德國Eppendorf公司產品;精密電子天平（METTLER AB104-N）;高速冷凍離心機，德國Eppendorf公司產品。有機玻璃水族箱：V 150 L，h 100 cm，S 15 dm2。

1.2藥品與試劑

溴氰菊酯標準儲備溶液（100 μg/mL，農業部標準物質中心GSB05—2310;色譜純乙腈，購自德國默克公司;乙酸乙酯，正己烷。溴氰菊酯標準中間溶液（50 μg/mL）），配制：準確移取500 μL溴氰菊酯標準儲備溶液，氮吹至近干，加1 mL乙腈，再次氮吹至近干，超純水稀釋定容至10 mL，4 ℃下保存。

1.3試驗動物

中華絨螯蟹：平均質量（10.0±0.5）g，蟹體表以及解剖觀察健康。水稻根：去掉老根及枯葉，于ZPJ-1植物培養架培養7 d，培養溫度25 ℃，光照周期12 h。土壤：采自崇明稻田試驗區，經檢驗所有試驗材料不含溴氰菊酯。

1.4模擬河蟹稻田養殖系統的構建

在室外培養3個小型的模型河蟹稻田養殖系統。每個水缸底部鋪上厚約10 cm的土壤，注入曝氣48 h的自來水30 L，水深約5 cm，自然光照，充氧平衡7 d。栽入水稻苗60棵。水稻長勢良好，生態缸較為穩定后，放入40只河蟹，水溫控制在25 ℃左右，每3 d用自來水補充蒸發失水，使水深保持在5 cm。試驗期間投喂適量空白飼料。

1.5試驗方法

1.5.1浸泡給藥及取樣。

試驗用河蟹共27尾，每個時間點取3只。用超純水定容配制成100 μg/L溴氰菊酯浸泡溶液，將100 mL浸泡溶液單次倒入模擬生態系統中，給藥前禁食24 h，給藥后6 h投餌，并在給藥后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48、96 h分別取血漿、肝胰腺、土壤、水體及水稻根樣品，將取得樣品置于-80 ℃保存。

1.5.2樣品前處理方法。

將樣品從低溫冰箱取出，室溫解凍。取1 mL血漿（1 mL水樣經0.45 μm濾膜過濾，濾液供高效液相測譜測定使用）或1 g肝胰腺，土壤及水稻根樣品勻漿置于15 mL離心管中，加入3 mL乙酸乙酯，漩渦振蕩3 min后以4 500 r/min 離心10 min，取上清液于另一干凈10 mL離心管。用3 mL乙酸乙酯重復提取一次后，合并上清液。45 ℃恒溫條件下旋轉蒸干，加1 mL流動相振蕩溶解3 min。再用1 mL正己烷去脂2次，取下清液經0.45 μm微孔濾膜過濾后置于進樣瓶中，用高效液相色譜進行檢測。

1.5.3色譜條件。

色譜柱：Agilent Zorbax XDB-C18 分析柱（4.6 mm×150 mm×5 μm）。流動相：乙腈∶水=78∶22（V/V）;檢測波長：205 nm;流速1 mL/min;柱溫35 ℃;進樣量為100 μL。

1.5.4溴氰菊酯標準溶液的配制和標準曲線的制備。

用流動相將溴氰菊酯標準儲備溶液（100 μg/mL）分別稀釋成質量濃度為0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00 μg/mL共7個質量濃度梯度的標準溶液，以HPLC儀分別測定其峰面積，然后分別制作2種標準品的標準曲線，并求出回歸方程和相關系數。

1.5.5數據處理。

各組織中藥代動力學模型擬合及參數計算采用藥動學程序軟件DAS 3.0進行計算，藥物消除的藥時曲線圖及藥物標準曲線則采用Microsoft Excel 2013軟件繪制，數據統計學分析采用軟件SPSS 13.0進行。

2結果與分析

2.1標準曲線、線性范圍及檢測限

在設定的色譜條件下，以高效液相色譜儀測定樣品中溴氰菊酯的含量，色譜圖基線走動平穩，特異性強，重現性好（圖1）。溴氰菊酯在水樣中的線性范圍在0.05～5.00 μg/mL，在中華絨螯蟹血漿及肝胰腺中的線性范圍在0.20～5.00 μg/mL，在水稻根和土壤中的線性范圍在0.25～5.00 μg/mL（表1）?；貧w系數（r2）均大于0.999 5，線性范圍良好，該方法的恩諾沙星最低檢測限為0.005 μg/mL（表1）。

2.2回收率和精密度

加入低、中、高3個不同濃度水平的溴氰菊酯標準液，使溴氰菊酯在水體、土壤、水稻根、血漿及肝胰腺不同樣品組織中的溴氰菊酯含量分別為0.05、0.50、2.00 μg/mL，測定回收率。由表2～3可以看出，溴氰菊酯濃度在0.05～5.00 mg/kg內，各組織樣品中的回收率在8422%～122.80%，相對標準偏差為0.548%～5.147%，均能達到檢測要求;其日內相對標準偏差為0.548%～5.147%，日間相對標準偏差在0.247%～6.147%，符合精密度的測定要求。

結果表明，檢測方法可靠，重復性良好。準確度和精密度均符合測定要求。

2.3溴氰菊酯在各組分的含量變化及消除規律

將各時間點采得組織樣品預處理后，利用HPLC分析測定溴氰菊酯的含量，對照組均未檢出。

在模擬養殖生態系統中，水體、土壤、水稻根、中華絨螯蟹血漿及肝胰腺組織中的溴氰菊酯消除規律見表5、6。

3討論

3.1模擬養殖系統的建立

根據稻田養殖中華絨螯蟹的生態組分建立模擬生態養殖系統。在稻田養殖過程中水稻作為生產者，為水生態環境提供氧氣、凈化水質并且遮陽避光。該試驗選用水稻根、中華絨螯蟹、土壤及曝氣自來水能夠很好地模擬養殖生態系統。養殖水生態系統相比自然環境中的水生態系統來說，結構及組成成分較為簡單，更接近人工建立的模擬水生態系統。模擬養殖生態系統的生物學組成、多種物理參數以及營養循環和自然生態系統較為相似，可以在人工控制的條件下研究外來物質在生態系統中的行為及生態效應。比單種生物測試提供更完整的信息，并且可以合理地將試驗結果外推到自然生態系統中。國內外已經有許多學者利用微宇宙的試驗方法研究獸藥[5-7]、農藥[8-10]及其他的有機污染物[11-12]在模型生態系統中的歸趨行為及生態效應等問題。

3.2溴氰菊酯在水體、土壤及水稻苗中的分布及消除規律

水稻根能夠快速地吸附溴氰菊酯，0～15 d莖葉中的溴氰菊酯的殘留量不斷增加，之后緩慢下降，在試驗結束時還能在水稻根內檢測到溴氰菊酯;以浸泡給藥方式進入到中華絨螯蟹養殖系統中的溴氰菊酯，在系統中有多種降解方式。隨水體進入動物體內進行生物降解、自然光降解及微生物降解外，環境中的離子及活性物質也會影響溴氰菊酯的降解。

3.3溴氰菊酯在中華絨螯蟹血漿及肝胰腺組織中的分布及消除規律

中華絨螯蟹的血漿及肝胰腺組織中的藥物含量都能很快達到峰值隨后迅速下降，試驗7 d時開始緩慢增加到15 d后藥物降解緩慢，藥物利用率較低，總體呈前期快速上升、后期緩慢下降的趨勢，變化趨勢與此時土壤中含量變化相似，表明河蟹體內的藥物含量與土壤中的藥物含量有密切的關系。溴氰菊酯肝胰腺組織中的殘留量大于血漿組織中的殘留量，說明溴氰菊酯容易在肝胰腺組織內積累。

46卷25期李停停等金屬硫蛋白的研究進展

參考文獻

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