硫酸銅對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的毒性研究現(xiàn)狀

羅云云 鄧岳松 陶業(yè) 王躍麗

摘?要：重金屬Cu2+既是水產(chǎn)動(dòng)物所必須的礦物元素之一，也是水體常見(jiàn)的污染源。水體中高濃度Cu2+會(huì)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物造成急性中毒從而致死，而亞致死劑量Cu2+也可造成水產(chǎn)動(dòng)物慢性中毒，對(duì)其組織器官、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等造成不可逆的損傷。本文對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見(jiàn)殺蟲(chóng)劑硫酸銅對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物慢性毒性、急性毒性、安全濃度等的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖;硫酸銅;半致死量;安全濃度

銅既是水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)繁殖所必須的礦物元素，也是水體中常見(jiàn)的重金屬污染源。水產(chǎn)常用的五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）又名藍(lán)礬、膽礬，呈透明藍(lán)色結(jié)晶或粉末，無(wú)臭，具金屬味，在空氣中易風(fēng)化，可溶于水和甘油，水溶液呈弱酸性[1]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，硫酸銅常用來(lái)治療魚(yú)類(lèi)寄生蟲(chóng)病以及控制或殺滅藍(lán)綠藻等有害藻類(lèi)的爆發(fā)，在生產(chǎn)中，由于硫酸銅的大量使用或?yàn)E用，在水環(huán)境中或者動(dòng)物體內(nèi)富集，一方面會(huì)造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的中毒死亡，另一方面對(duì)食品安全造成嚴(yán)重威脅[2]。因此，科學(xué)合理使用硫酸銅不僅能提高水產(chǎn)養(yǎng)殖戶(hù)的生產(chǎn)效益，促進(jìn)漁業(yè)健康發(fā)展，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、食品安全等都具有重大的意義。本文就近年來(lái)有關(guān)硫酸銅對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的毒性研究做綜述，旨在為水產(chǎn)從業(yè)者科學(xué)地使用硫酸銅提供理論參考。

1?硫酸銅在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

硫酸銅作為殺蟲(chóng)劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖上得到廣泛的應(yīng)用。硫酸銅的殺蟲(chóng)作用原理是，一方面是銅離子能夠與蛋白結(jié)合使其沉淀、變性，另一方面銅離子能破壞寄生蟲(chóng)體內(nèi)的氧化還原酶系統(tǒng)（如巰基酶）的活性，阻礙蟲(chóng)體的代謝，從而對(duì)寄生蟲(chóng)起到殺滅作用;此外銅離子等重金屬離子對(duì)青泥苔，藍(lán)藻，細(xì)菌和真菌等有害生物也具有較強(qiáng)的殺滅作用[3]。

硫酸亞鐵具有收斂效應(yīng)，可以增強(qiáng)銅離子的殺蟲(chóng)作用，因此生產(chǎn)上硫酸銅常與硫酸亞鐵按重量比5∶2比例配制使用，硫酸銅和硫酸亞鐵合劑簡(jiǎn)稱(chēng)銅鐵合劑，常以0.5～1.0 g/m3濃度全池潑灑，用以治療水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物車(chē)輪蟲(chóng)、指環(huán)蟲(chóng)、斜管蟲(chóng)、杯體蟲(chóng)、波豆蟲(chóng)、錨頭蚤、中華蚤、纖毛蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)等寄生蟲(chóng)病[4]。

2?硫酸銅對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的毒性作用

Cu2+對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的毒性作用包括急性毒性和慢性毒性作用，會(huì)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的組織器官、免疫系統(tǒng)、胚胎發(fā)育等造成一系列的損傷。

2.1?對(duì)組織器官的損傷

鰓是魚(yú)類(lèi)的呼吸器官，直接與外界環(huán)境相接觸，水體中Cu2+對(duì)魚(yú)類(lèi)的毒性首先是離子通過(guò)鰓的表面組織或體表其它部位進(jìn)入鰓和體內(nèi)，從而對(duì)鰓或體表造成損傷。郭海山等（1990）[5]研究表明，當(dāng)草魚(yú)（Ctenopharyngodon idella）在硫酸銅濃度為0.7 mg/L（銅離子0.28 mg/L）水體中經(jīng)過(guò)49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅會(huì)破壞草魚(yú)鰓的正常生理結(jié)構(gòu)，首先引起鰓小片毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血、上皮細(xì)胞炎性水腫、甚至脫落、壞死。常藕琴等（2008）[6]研究也表明，硫酸銅中毒的劍尾魚(yú)（Xiphophorus heller）鰓小片黏液分泌增多，鰓絲上皮細(xì)胞腫脹、變性、壞死、增生，細(xì)胞核固縮，鰓小片融合，鰓絲棒狀化，這與叢寧（2005）[7]研究硫酸銅中毒對(duì)金魚(yú)（Carassius auratus Linnaeus）的影響以及李雨奎（2010）[8]研究硫酸銅中毒對(duì)橢圓背角無(wú)齒蚌（Anodonta woodiana）的影響結(jié)果一致。丁愛(ài)俠等（2010）[9]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒會(huì)造成日本蟳（Charybdis japonica）等甲殼類(lèi)動(dòng)物的鰓絲水腫，鰓細(xì)胞器溶解、角質(zhì)層變薄，線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腫脹、解體。水產(chǎn)動(dòng)物的鰓組織受損，會(huì)造成呼吸困難，最終會(huì)造成窒息死亡。

肝臟是重要的解毒器官，也是魚(yú)蝦體內(nèi)蓄積重金屬的主要部位[10]。郭海山等（1990）[5]研究表明，當(dāng)草魚(yú)在硫酸銅濃度為0.7 mg/L（銅離子0.28 mg/L）水體中經(jīng)過(guò)49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅引起肝細(xì)胞顆粒變性、玻璃樣變。常藕琴等（2008）[6]研究發(fā)現(xiàn)，肝臟是劍尾魚(yú)銅離子主要的沉積和蓄積的器官，硫酸銅中毒時(shí)肝臟的主要病理變化是肝臟水腫，肝靜脈和肝竇淤血、溶血，肝細(xì)胞的水泡變性，彌漫性壞死，肝細(xì)胞核固縮、核碎裂、核溶解。叢寧（2005）[7]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒能引起金魚(yú)的肝細(xì)胞發(fā)生空泡變性，溶解性壞死。程波等（2008）[11]研究表明，當(dāng)水體中Cu2+濃度達(dá)到15 mg/L時(shí)，凡納濱對(duì)蝦（Penaeus vannamei）肝胰臟組織結(jié)構(gòu)受到破壞，肝小管分泌細(xì)胞破裂，肝臟分泌功能受到破壞，最終導(dǎo)致肝胰臟因嚴(yán)重的機(jī)械損傷而喪失功能。

腎臟是重要的排毒器官，參與調(diào)節(jié)電解液與水平衡，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。郭海山等（1990）[5]研究表明，硫酸銅中毒能引起草魚(yú)腎近曲小管上皮細(xì)胞腫脹，管腔變小，玻璃樣變，腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血。此外，白麗雯（2016）[12]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅對(duì)松江鱸（Trachidermus fasciatus）腎細(xì)胞系具有DNA損傷作用。叢寧（2005）[7]研究發(fā)現(xiàn)，急性銅中毒導(dǎo)致金魚(yú)腎小管細(xì)胞紋狀緣結(jié)構(gòu)破壞，腎小管細(xì)胞呈現(xiàn)溶解性壞死，并且引起腎的一系列超微病理變化，對(duì)腎功能造成損傷。

除鰓、肝臟、腎臟外，硫酸銅中毒還會(huì)對(duì)水生動(dòng)物的其它器官造成一系列的損傷。馬莉芳（2013）[13]研究表明，銅離子對(duì)黃河鯉（Cyprinus carpio）的肌肉、腦、脾臟和心臟均會(huì)造成明顯的損傷，出現(xiàn)明顯的病理變化。李雨奎（2010）[14]研究發(fā)現(xiàn)，隨著水體銅離子濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，背角無(wú)齒蚌的胃絨毛逐漸變短，肌層變薄，腺細(xì)胞數(shù)量減少直至空化。孟曉林等（2018）[15]研究了水體重金屬銅對(duì)鯉腸的影響后發(fā)現(xiàn)，高濃度的銅離子顯著降低了鯉腸道菌群的多樣性，改變了鯉腸道的優(yōu)勢(shì)菌群，同時(shí)極顯著降低了鯉腸道緊密連接蛋白基因的表達(dá)水平，對(duì)鯉腸道上皮免疫屏障造成了損傷。組織器官這一系列的損傷，最終會(huì)導(dǎo)致水生動(dòng)物的死亡。

漁業(yè)生產(chǎn)中，人們使用硫酸銅時(shí)，往往只考慮硫酸銅的急性毒性，即在使用硫酸銅中以不造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物死亡為標(biāo)準(zhǔn)，須知有時(shí)候即使是比安全濃度低得多的劑量，當(dāng)Cu2+超過(guò)一定濃度臨界值也可能對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物造成不可逆的毒害作用。因此，需要利用更加先進(jìn)的科研手段，做出更多的研究，進(jìn)而尋找出這個(gè)臨界劑量。

綜上，正是由于這其中種種原因，在漁業(yè)生產(chǎn)中，漁業(yè)從業(yè)者使用硫酸銅時(shí)應(yīng)該更加謹(jǐn)慎，使用過(guò)程中不僅要考慮其有效性和安全性，也要考慮其對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境及生物鏈的影響，做到合理使用，盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染及對(duì)生態(tài)鏈的破壞。

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