辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的急性毒性研究

管芳玲, 熊六鳳, 方漢孫, 張玉婷, 蔣新杰, 劉為民, 梁惜梅,*

辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗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. 江西農業大學國土資源與環境學院, 江西 南昌 330045 2. 江西農業大學動物科學技術學院, 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種常用水產殺蟲劑對大鱗副泥鰍的急性毒性。結果表明, 辛硫磷對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h 半致死質量濃度分別為0.66 mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全質量濃度為0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h半致死質量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全質量濃度為0.15 mg·L–1。結果提示辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍均屬于高毒藥物, 因此在漁業生產中應嚴格控制該藥物的使用濃度, 避免其對水生態系統造成嚴重的危害。

大鱗副泥鰍; 辛硫磷; 甲苯咪唑; 半致死質量濃度; 安全質量濃度

0 前言

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

辛硫磷()和甲苯咪唑()是我國水產養殖中廣泛使用的兩種殺蟲劑, 在防治指環蟲()、三代蟲()、斜管蟲()和車輪蟲()等寄生蟲性疾病中發揮重要作用[4-5]。然而, 在水產病蟲害的防治過程中, 因藥物濃度的不合理使用而導致養殖水產動物大量中毒死亡的事件時有發生, 不僅給水產養殖戶帶來直接的經濟損失, 而且對水生態系統造成嚴重的危害。因此, 通過急性毒性試驗明確這兩種常用水產殺蟲劑對養殖水產動物的安全作用濃度, 在實際生產和水生態環境保護中具有十分重要的意義。目前, 辛硫磷和甲苯咪唑對虹鱒()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。據此, 本試驗研究辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的急性毒性, 旨在為大鱗副泥鰍養殖中藥物的安全使用提供科學依據, 以減少和避免藥物的不合理使用帶來的經濟損失和生態環境危害。

1 材料與方法

1.1 試驗藥品

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

1.2 試驗魚與養殖條件

本試驗所用大鱗副泥鰍由吉安新干源生態泥鰍養殖場提供, 體格健康, 體表無損傷, 規格較為一致, 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1周以后待大鱗副泥鰍適應實驗室環境, 無死亡現象后開始試驗, 試驗前一天停止投飼。

1.3 試驗方法

預備試驗: 根據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果以及藥物的推薦使用質量濃度, 預實驗設置5個間隔較大的藥物質量濃度梯度和空白對照組, 盡可能使半致死質量濃度(LC50)在處理的質量濃度范圍內。試驗在13 L 水族箱中進行, 內盛5 L試驗液, 每個質量濃度組設3個平行, 每個水族箱中隨機放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時每個試驗組內試驗魚的死亡情況, 以確定急性毒性試驗的質量濃度范圍。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內無任何反應, 確定為死亡, 并及時清除死魚。

急性毒性試驗: 根據預試驗的結果設定2種藥物正式試驗的質量濃度范圍。辛硫磷的質量濃度組為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; 同時設置曝氣自來水空白對照組。試驗在13 L水族箱中進行, 內盛5 L試驗液, 每個濃度設3個平行, 每個水族箱中隨機放置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。

1.4 數據處理

采用SPSS統計軟件對數據進行單因素方差分析, 試驗結果以平均值± 標準誤差表示,< 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數據處理軟件, 采用改良寇氏法[2], 根據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%的置信區間。各試驗藥物的安全質量濃度(SC)按下式計算[8]:

2 結果與分析

2.1 大鱗副泥鰍的中毒癥狀

辛硫磷各質量濃度暴露組中, 試驗開始后40 min大鱗副泥鰍就出現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正常, 與空白對照組相比較無明顯差異; 在最高質量濃度組(1.05 mg·L–1)中, 12 h時部分大鱗副泥鰍魚反應遲鈍或沒反應、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, 中毒個體數也不斷增加, 24 h時已出現過半數以上個體死亡, 死亡個體體色發白, 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, 甲苯咪唑各質量濃度暴露組中的大鱗副泥鰍就馬上表現出明顯的應激反應, 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強烈等中毒現象。在甲苯咪唑最低質量濃度組(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, 對敲擊刺激反應不敏感, 出現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平靜, 96 h時與對照組相比較無明顯差異; 在最高質量濃度組(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、出現死亡, 死亡大鱗副泥鰍體色發白, 胸鰭僵直, 鰓和鰭基部有出血的現象, 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果

在辛硫磷的暴露過程中, 對照組和最低質量濃度為(0.25 mg·L–1)的大鱗副泥鰍全部存活, 其它質量濃度組大鱗副泥鰍的死亡率隨著辛硫磷質量濃度的增加和暴露時間的延長而逐漸增大, 低質量濃度暴露組(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 甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的急性毒性試驗結果

對照組大鱗副泥鰍的死亡率為0%, 隨著甲苯咪唑質量濃度的增加, 大鱗副泥鰍的死亡率逐漸增大, 最低質量濃度組(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, 各時間節點中同一質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 辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的半致死質量濃度和安全質量濃度

根據不同時間不同質量濃度下辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的致死率, 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量濃度和安全質量濃度(表1)。辛硫磷對大鱗副泥鰍的24 h、48 h、96 h 半致死質量濃度分別為0.66mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全質量濃度為0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的24 h、48 h、96 h半致死質量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1、0.54 mg·L–1, 安全質量濃度為0.15 mg·L–1。

圖1 不同質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)

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

圖2 不同質量濃度甲苯咪唑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 2 The mortality rate ofexposed to different concentration of mebendazole (*< 0.05, significant differences from the control group)

表1 辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗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、指環蟲和線蟲(Nematoda)等寄生蟲, 在漁業中的常用劑量為0.01 mg·L–1 [9]。本研究結果顯示, 辛硫磷高質量濃度暴露組(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不斷累積, 使魚體乙酰膽堿代謝紊亂而導致運動神經傳遞受阻所致[6,10]。在辛硫磷最低質量濃度暴露組(0.25 mg·L–1)中大鱗副泥鰍雖未出現死亡現象, 但在暴露初期(40 min)即出現腹部向上、魚體扭曲抽搐、撞擊魚缸壁等明顯的應激反應, 表明低劑量辛硫磷對大鱗副泥鰍運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, 安全質量濃度為0.11 mg·L–1, 遠遠高于漁業的常用劑量, 表明在大鱗副泥鰍的養殖生產中可合理地使用該藥進行寄生蟲病的防治。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, 在漁業生產中要根據養殖對象的不同嚴格地控制該藥物的使用濃度, 準確用藥, 以免造成水產經濟動物的大量死亡。

甲苯咪唑屬于苯丙咪唑類藥物, 其作用機理是通過抑制寄生蟲對葡萄糖的吸收, 導致蟲體糖原耗盡, 同時抑制延胡索酸還原酶系統, 阻礙ATP的產生, 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, 最終導致魚體死亡[15-16]。本研究發現, 隨著甲苯咪唑暴露質量濃度的增加, 大鱗副泥鰍的死亡率逐漸增加, 24 h時最低質量濃度組(0.28 mg·L–1)的死亡率為5%, 高質量濃度組(1.20 mg·L–1)的死亡率高達90%, 表明一定質量濃度的甲苯咪唑會使大鱗副泥鰍的代謝出現障礙而導致魚體死亡, 存在劑量-效應關系。但隨著暴露時間的延長, 除了最高質量濃度組外, 其他質量濃度組各時間節點中甲苯咪唑對大鱗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, 表明甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的毒性作用在24 h內已基本體現出來, 因此在該藥物的用藥初期關注水產動物的反應癥狀尤為重要。目前, 甲苯咪唑在漁業生產中建議的使用質量濃度為0.10—0.15 mg·L–1[7]。本研究結果顯示, 甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的24 h、48 h和96 h半致死質量濃度分別為0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全質量濃度為0.15 mg·L–1, 與建議的漁業常用劑量接近或相當。湯施展等[4]研究表明甲苯咪唑對虹鱒幼魚的96 h半致死質量濃度為0.47 mg·L–1, 安全質量濃度為0.17 mg·L–1; 張新鋮等[5]研究也發現25℃水溫時甲苯咪唑對美洲鰣()的96 h半致死質量濃度為0.122 mg·L–1, 安全質量濃度為0.063 mg·L–1。這些研究結果均表明, 甲苯咪唑對魚類的毒性較高, 安全質量濃度低于或接近生產使用質量濃度, 提示在漁業生產中應該謹慎使用該藥物, 以免對水生態系統帶來嚴重的危害。

根據化學藥物對魚類毒性等級評價標準[17], 將96 h半致死質量濃度劃分為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對大鱗副泥鰍的96 h半致死質量濃度分別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, 水產經濟動物養殖規模的擴大和養殖密度的提高, 導致水產病蟲害日趨嚴重, 從而使得辛硫磷和甲苯咪唑等殺蟲劑在漁業生產中的作用尤顯重要。然而, 這些殺蟲劑的使用不僅會殺滅水產經濟動物的病蟲害, 還會對水產動物本身產生毒害作用, 因此在漁業生產中要謹慎使用這些藥物, 充分考慮藥物對水產動物的安全質量濃度, 把握好藥物的用藥量, 以避免藥物的不合理使用帶來的經濟損失和生態環境危害。

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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); 江西省研究生創新專項資金項目(YC2019-S179); 江西省科技廳重點項目(9021107236); 國家自然科學基金項目(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, 主要從事養殖水域生態環境與調控, E-mail: willie3@163.com

管芳玲, 熊六鳳, 方漢孫等. 辛硫磷和甲苯咪唑對大鱗副泥鰍的急性毒性研究[J]. 生態科學, 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.