3 種消毒劑對南美白對蝦幼蝦的急性毒性試驗

宋國林，包斌武，劉哲

（甘肅農業大學動物科學技術學院，甘肅 蘭州 730070）

南美白對蝦（Penaeus vannamei），學名為凡納濱對蝦，隸屬于節肢動物門，甲殼綱，十足目，對蝦科，濱對蝦屬，原產于太平洋東岸至秘魯中部以及厄瓜多爾附近的海域，其適應能力強、生長快、出肉率高，是世界三大優良蝦種之一。1988 年，中國科學院海洋研究所從美國夏威夷引進南美白對蝦。南美白對蝦在中國深受廣大消費者喜愛，具有較高的經濟價值。隨著市場需求的增加，全國沿海掀起大規模養殖熱潮，約占中國所有養殖蝦類總產量的80%。但隨著近海養殖面積的擴大以及養殖總量的增加，近海海水環境惡化，蝦發病率呈上升趨勢。從2000 年開始，對蝦池塘養殖逐漸向內陸發展，內陸養殖環境下病毒性疾病相對較少，但也經常暴發大規模的細菌性疾病，各生產單位按照以往養殖經驗，使用各種消毒殺菌類藥物，抑制細菌繁殖，以減輕病害導致的損失。

國內外專家對消毒劑在南美白對蝦養殖過程中的使用，已經做了較多研究，但關于其在內陸低溫低鹽條件下的毒性效應研究報道卻很少。生產上常因用藥不當，達不到良好的殺菌效果，甚至造成對蝦的死亡。現開展了低溫低鹽條件下，高鐵酸鉀、聚維酮碘和次氯酸鈣這3 種常見化學消毒劑對南美白對蝦幼蝦的急性毒性試驗，以了解其對南美白對蝦幼蝦的影響，并確定安全濃度，以期為南美白對蝦在內陸低溫低鹽地區的育苗及健康養殖過程中合理使用消毒劑，提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用南美白對蝦來源于廣東省湛江市南美白對蝦育苗場，平均全長（1.12±0.45）cm，平均體質量（1.05±0.39）g，試驗容器選用22 cm×16 cm×11 cm的半透明塑料盒。試驗前，先將南美白對蝦集中暫養于塑料桶內，加淡水使鹽度從1.5%逐漸降至0.5%，并用加熱棒將水溫穩定在21～23 ℃，持續充氣并投喂蝦片，穩定2 d 后開始試驗。開始試驗后停止投喂，直至試驗結束。

1.2 試劑

試驗用水為充分曝氣的自來水，添加海水晶，配成鹽度為0.5%的人工海水，作為試驗標準用水。試驗選用的3 種消毒劑分別為高鐵酸鉀（KFeO≥99.9%，廣州昊宣化工有限公司）、聚維酮碘（PVP-I≥99.9%，鹽城振泰動物藥品有限公司）、次氯酸鈣（有效氯含量：65%，鑫之都化工有限公司），試劑在使用前均先配置成母液，使用前用鹽度為0.5%的人工海水按比例稀釋，現配現用。

1.3 試驗方法

1.3.1 預試驗

在塑料盒中加入1.5 L 經處理鹽度為0.5%的海水，試驗水溫21～23 ℃，ρ（溶解氧）5.5～6.5 mg/L，pH 值7.3～7.7；每個塑料盒中放入試驗對蝦10 尾，按照文獻[6]，將3 種消毒劑分別以10 倍級差配制5 個質量濃度組（0，0.1，1.0，10.0 和100.0 mg/L）。試驗期間停止投喂，及時清污并撈出死亡個體，記錄試驗蝦的死亡情況，以確定各藥物處理24 h 后，南美白對蝦幼蝦全部存活的最高質量濃度和全部致死時最低質量濃度。

1.3.2 正式試驗

根據預試驗得出的結果，將3 種消毒劑按等對數間距各設5 個質量濃度梯度，每個梯度設3 個重復，外加1 個空白對照組（見表1），均放入15 尾南美白對蝦幼蝦。試驗期間不充氣、不投餌，每隔12 h用虹吸法更換1 次消毒劑藥液。試驗初始12 h，持續觀察并記錄試驗南美白對蝦幼蝦在各塑料盒中的情況，觀察其是否死亡。幼蝦死亡判定依據：喪失游泳能力、沉于塑料盒底，腹肢和游泳足均不擺動，用鑷子輕觸試驗蝦身體各部位，均無任何反應。發現死亡個體及時用鑷子取出，避免污染水體，影響試驗數據。記錄各塑料盒內南美白對蝦幼蝦24，48，72，96 h 時的死亡數量。

表1 3 種消毒劑藥液質量濃度 mg/L

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2010 軟件進行處理，計算各處理組24，48，72 和96 h 的死亡率；利用SPSS 25.0 軟件的Probit 回歸算法，計算3 種消毒劑對南美白對蝦幼蝦的半致死質量濃度（LC）和95%置信區間。再根據下列公式計算安全質量濃度（SC）：

安全濃度（SC）=96 h LC×0.1。

2 試驗結果

2.1 南美白對蝦幼蝦中毒反應

在不同消毒劑不同質量濃度中，南美白對蝦幼蝦出現不同的中毒反應。在試驗前期，中毒死亡蝦體附肢有被蠶食的現象。隨著時間延長，幼蝦中毒程度加深，中、高質量濃度組相繼出現死亡幼蝦，死亡率隨消毒劑質量濃度的增加和試驗時間的延長而升高。

南美白對蝦幼蝦在低濃度的3 種消毒劑中，與對照組一樣，大多靜伏于塑料盒底部或盒的側緣，少數緩慢游動。伴隨著藥物濃度的逐漸增高，各組對蝦均出現不安反應。次氯酸鈣組幼蝦最先變得活躍，1 h 后異常興奮，不停地游動；5 h 后，活動能力開始減弱，游動變得遲緩，有些甚至出現側臥現象，用鑷子輕觸無反應，相繼出現死亡，死亡后的南美白對蝦全身發白，尾部向內側彎曲。高鐵酸鉀組和聚維酮碘組幼蝦反應相對溫和，多沿著塑料盒壁游動，12 h 后出現死亡，高鐵酸鉀組幼蝦死亡前蝦體呈痙攣性抽搐，腹肢劇烈擺動，死后在顯微鏡下可觀察到游泳足和尾肢上有褐色的絮狀物質，頭胸甲和背部分布有紅色的斑塊；聚維酮碘組幼蝦中毒后沉于塑料盒底，大多呈側臥狀，游泳足和尾肢不停地抖動直至死亡，死后尾部向內彎曲呈弓形。

2.2 3 種消毒劑對南美白對蝦幼蝦的影響

2.2.1 高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦的急性毒性影響

高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦的急性毒性試驗結果見圖1。對照組的蝦全部存活。由圖1 可見，在相同時間內，隨著高鐵酸鉀濃度的增大，南美白對蝦幼蝦的死亡率逐漸增加，試驗48 h 時，質量濃度為4.47 mg/L 組的對蝦死亡率為2.22%，而質量濃度為50.12 mg/L 組的死亡率高達100%；同一藥物濃度下，隨著試驗時間的增加，南美白對蝦幼蝦的死亡率也隨之增加，具有明顯的劑量-時間-效應關系。

圖1 高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦的致死情況

根據圖1 所得試驗結果，對各時間段的死亡率與高鐵酸鉀質量濃度進行擬合回歸分析，可以計算出低溫低鹽條件下，高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦24，48，72，96 h 的LC分別為15.24，11.87，9.05，5.13 mg/L，96 h SC 為0.51 mg/L（表2）。

表2 高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

2.2.2 聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦的急性毒性影響

聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦的急性毒性試驗結果見圖2。對照組的蝦全部存活。由圖2 可見，試驗24 h 時，各試驗組的對蝦全部存活，在48 h 之內，中高質量濃度組開始出現死蝦，隨著藥物濃度的增大，死亡率逐漸增加，質量濃度為10 mg/L 組的對蝦死亡率為2.22%，而質量濃度為50.12 mg/L 組的死亡率高達100%；同一藥物濃度下，隨著試驗時間的增加，南美白對蝦幼蝦的死亡率也隨之增加。

圖2 聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦的致死情況

根據圖2 所得試驗結果，對各時間段的死亡率與聚維酮碘質量濃度進行擬合回歸分析，可以計算出低溫低鹽條件下，聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦48，72，96 h 的LC分別為21.67，15.17，11.68 mg/L，96 h SC 為1.2 mg/L（表3）。

表3 聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

2.2.3 次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的急性毒性影響

次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的急性毒性試驗結果見圖3。對照組的蝦全部存活。由圖3 可見，在相同時間內，隨著高鐵酸鉀濃度的增大，南美白對蝦幼蝦的死亡率逐漸增加，次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦具有較強的毒性作用，在質量濃度為0.1 mg/L時，試驗96 h，幼蝦的死亡率即可達49%。同一藥物濃度下，隨著試驗時間的增加，南美白對蝦幼蝦的死亡率也隨之增加。

根據圖3 所得試驗結果，對各時間段的死亡率與次氯酸鈣質量濃度進行擬合回歸分析，可以計算出低溫低鹽條件下，次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦24，48，72，96 h 的LC分別為5.09，2.38，1.01，0.90 mg/L，96 h SC 為0.09 mg/L（表4）。

圖3 次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的致死情況

表4 次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

3 討論

3.1 高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦的毒性作用

高鐵酸鉀是一種高效多功能的新型非氯綠色消毒劑，為暗紫色有光澤粉末，極易溶于水而成暗紫紅色溶液；由美國學者Fremy 在1841 年首次合成，自20 世紀70 年代以來主要被用作多功能的水處理劑，其原理是在水處理中可同時發揮氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌等作用。高鐵酸鉀具有強氧化性，能夠破壞細菌的細胞壁、細胞膜以及細胞結構中的酶，抑制蛋白質及核酸的合成，阻礙菌體的生長和繁殖，起到殺死細菌的作用。劉乾甫等研究表明，高鐵酸鉀對弧菌有很好的殺滅作用，且高鐵酸鉀本身及其在應用過程中并不產生致癌、致畸、致突變性副產物,具有高度的安全性。因此，高鐵酸鉀在水產養殖領域中具有廣闊的應用前景。裘麗萍等研究發現，高鐵酸鉀對魚類的毒性是由其自身的強氧化性引起，對鯉、羅非魚、斑馬魚的96 h LC值分別為156.36，145.31和123.74 mg/L，關于高錳酸鉀對南美白對蝦急性毒性的研究很少。本試驗結果表明，高鐵酸鉀對南美白對蝦幼蝦96 h 的LC為5.48 mg/L，SC 為0.548 mg/L，與魚類的SC 相差甚大。之所以造成這種差異，可能是由于物種上的差異，也可能是試驗條件、試驗動物規格等不同導致。熊斌等研究指出，高錳酸鉀對南美白對蝦仔蝦的SC 為0.599 mg/L，與本試驗高鐵酸鉀的結果相差不大。高錳酸鉀是易制毒藥物，只有經有關部門批準才能買賣，普通藥店沒有經營資格。因此，高鐵酸鉀是替代高錳酸鉀的理想選擇，在水產養殖領域中具有廣闊的應用前景。

3.2 聚維酮碘對南美白對蝦幼蝦的毒性作用

聚維酮碘是元素碘和聚合物載體相結合而成的疏松復合物，常溫下為黃棕色至棕紅色無定形粉末，微臭，易溶于水或乙醇，水溶液呈酸性，通過緩慢釋放碘離子，可直接作用于病毒、細菌等病原，破壞其蛋白活性，達到消毒效果。此外，聚維酮碘是一種低毒安全的消毒劑，在水產養殖中得到廣泛的應用。張萍等研究了聚維酮碘對南美白對蝦無節幼體的急性毒性影響，結果表明，聚維酮碘對南美白對蝦無節幼體的24 和48 h LC分別為8.737和6.512 mg/L，SC 為0.650 mg/L。何新華等研究表明，聚維酮碘對南美白對蝦幼苗24 和48 h LC分別為115 和70 mg/L，SC 為7 mg/L。而熊斌研究發現聚維酮碘對南美白對蝦仔蝦（體質量為7.7 mg）24 和48 h 的LC分別為4.293 和3.162 mg/L，SC為0.515 mg/L。高曉華也報道了聚維酮碘對南美白對蝦成蝦的96 h 的LC和SC 分別為7.781 和0.78 mg/L。本試驗中，聚維酮碘對南對美白蝦幼蝦48 h 的LC和SC 分別為22.34 和1.609 mg/L，要高于聚維酮碘對南美白對蝦無節幼體的LC和SC。可見，聚維酮碘對不同時間對蝦LC還是SC都有所差異。隨著蝦苗的生長，南美白對蝦對聚維酮碘的耐受性逐漸增大。

3.3 次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的毒性作用

次氯酸鈣（漂白粉）為強氧化劑，在水產養殖中具有消毒水體和氧化池塘底泥2 個作用。次氯酸鈣溶于水后，會分解出次氯酸和鹽酸，次氯酸再分解為鹽酸和活性氧原子，這種氧原子具有極強的氧化能力，可有效殺滅接觸到的細菌。同時，次氯酸能與鹽酸起反應生成氯氣，氯氣還能與水化合，再生成原子氧而殺菌。目前，有學者研究了次氯酸鈣對水產養殖水體中細菌的殺菌效果，得出次氯酸鈣對水產養殖中常見的弧菌和氣單胞菌最低殺滅濃度（MBC）為8～19 mg/L，對弧菌的最低抑菌濃度（MIC）為4.6 mg/L。本試驗結果顯示，在低溫低鹽條件下，次氯酸鈣對南美白對蝦幼蝦的SC 較低，為0.019 8 mg/L，遠低于MIC。因此，在南美白對蝦幼蝦的日常養殖中，不建議使用次氯酸鈣。

4 結論

在低溫低鹽條件下，通過測定3 種消毒劑對南美白對蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度，得出3種消毒劑的毒性從大到小依次為：次氯酸鈣、高鐵酸鉀、聚維酮碘。高鐵酸鉀在水產養殖領域中具有廣闊的應用前景，是替代高錳酸鉀的理想選擇；聚維酮碘是南美白對蝦幼蝦養殖常用的消毒劑，刺激性相對較小，適用于苗種階段；次氯酸鈣毒性最大，在南美白對蝦幼蝦的日常養殖中，不建議使用，由于其具有價格優勢，可在養殖場周邊環境消毒和原水消毒中使用。