不同盐度条件下氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾的急性毒性试验

刘慧玲 陈荣 王成桂

摘要：为了评估不同盐度条件下氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾（Fenneropenaeus merguiensis）的急性毒性，采用半静水生物毒性法进行试验，并计算氨氮和亚硝酸盐的半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）。结果显示，盐度为3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%和0.5%时，氨氮对墨吉明对虾96 h LC50为29.72、29.83、23.48、14.57、11.92、8.49 mg/L，SC为2.97、2.98、2.35 、1.46 、1.19、0.85 mg/L;盐度为3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%时，亚硝酸盐对墨吉明对虾96 h LC50为11.24、20.11、8.60、6.24、2.91、1.05 mg/L，SC为1.12、2.01、0.86、0.62、0.29、0.11 mg/L。结果表明，盐度为2.5 %时，氨氮和亚硝酸盐的SC最高，盐度过高或过低，其SC都会降低。在相同盐度条件下，氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾的毒性随着浓度的升高而增加;在相同氨氮和亚硝酸盐浓度条件下，暴露的时间越长，对墨吉明对虾的毒性也越强。

关键词：氨氮;亚硝酸盐;墨吉明对虾;盐度;半致死浓度;安全浓度

中图分类号： S968.22 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）01-0155-04

近年来，对虾养殖密度不断增加，在对虾高密度养殖系统中，氮污染更加容易积累[1]。氨氮和亚硝酸盐是水产动物养殖水环境中最常见的污染物[2-3]。氨氮是蛋白质代谢过程中的主要产物，一般由对虾直接分泌产生，也会通过水体中残余饵料及动物残肢、水产动物的代谢产物及其粪便等含氮有机物的氨化作用产生，污染养殖水环境，影响水产动物健康成长[2-5]。亚硝酸盐是氨氮在细菌硝化作用过程或硝酸盐在反硝化作用过程中产生[5]。在对虾养殖过程中，氨氮和亚硝酸盐的转化受到多种因素的影响，尤其是在对虾高密度养殖的后期，氨氮和亚硝酸盐的含量会积累超标[6]，从而影响对虾的生长、代谢、免疫力和存活[2-3，7-10]。因此，研究氨氮和亚硝酸盐对不同物种的毒性极为重要，有利于在养殖过程中设定它们的控制上限和控制策略，提高养殖对虾的存活率。

墨吉明对虾（Fenneropenaeus merguiensis）属节肢动物门（Arthropoda）甲壳动物亚门（Crustacea）软甲纲（Malacostraca）对虾科（Penaeidae）明对虾属（Fenneropenaeus），俗称大明虾、大虾[11]。墨吉明对虾为一种经济、暖水性的对虾，具有生长较快、资源丰富、肉质美、抗病性较强等优点[12]，备受养殖企业和研究者关注。近年来开展了墨吉明对虾胚胎发育、代谢、环境适应性、毒性试验和疾病防治等研究[4，13-17]。氨氮和亚硝酸盐浓度对墨吉明对虾的毒性及对其免疫因子的影响已有研究[4，15]。但未涉及到不同盐度条件下氨氮和亚硝酸盐的毒性研究。氨氮和亚硝酸盐在不同盐度条件下对凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）和南方滨对虾（L.schmitti）的急性毒性已有研究报道，并证明盐度对氨氮和亚硝酸盐的毒性有较大的影响[7，18-20]。本研究通过使用半静水生物毒性试验的方法，探讨不同盐度条件的情况下，氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾的急性毒性作用，为墨吉明对虾的水环境调控和健康养殖提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年7—8月在广东海洋大学东海岛海洋生物研究基地内完成。试验所用的墨吉明对虾来自于广东海洋大学东海岛海洋生物研究基地，挑选体色正常、活力好的同一批对虾进行试验，对虾平均体长为（4.0±0.5） cm。试验前，通过盐度渐变将试验对虾分别驯化到试验所需的盐度，然后保持盐度不变，暂养3 d。不同盐度的试验用水为经沙滤、沉淀，再用有效氯浓度为20 g/m3 的强氯精消毒、充气和暴晒处理后的天然海水和地下水配制而成。氯化铵和亚硝酸钠均为分析纯，分别用于调节氨氮和亚硝酸盐的浓度（以氮计）。试验水体pH值为8.0，水温为28 ℃。

1.2 试验方法

分别在盐度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的条件下，设置不同浓度的氨氮和亚硝酸盐进行试验。根据预试验的结果，把氨氮和亚硝酸盐以等对数间距设置5个浓度组。盐度为0.5%、1.0%、1.5%条件下氨氮浓度组为10.00、15.14、22.39、33.88、 50.12 mg/L;盐度为2.0%、2.5%、3.0%条件下为17.46、25.00、35.81、51.29、73.45 mg/L。盐度为0.5%和1.0%条件下亚硝酸盐浓度组为5.01、7.94、12.30、19.50、30.20 mg/L;盐度为1.5%条件下为7.94、12.30、19.50、30.20、47.86 mg/L;盐度为2.0%、2. 5%和3.0%的条件下为10.00、16.22、26.30、42.66、69.18 mg/L。试验在16 L的塑料桶中进行，装水为8 L，放虾10尾，每个试验组设3个平行，每个盐度梯度组设1个对照组。试验中每24 h换水1次，全程不充气，并记录试验对虾的存活情况，及时清理出死虾。判断对虾死亡标准是用玻棒触碰时没有任何反应和心脏停止跳动即视为已死亡。依据周永欣等的方法进行急性毒性试验[21]。

1.3 半致死浓度和安全浓度

根据试验结果，按线性回归法可计算出亚硝酸盐和氨氮的24、48、72、96 h时段的半致死浓度（LC50），再由公式SC=0.1×[96 h（LC50）]，求出各时段的的安全浓度（SC）。

2 结果与分析

2.1 氨氮对墨吉明对虾的急性毒性

由表1可知，在相同鹽度的条件下，随氨氮的浓度增加，墨吉明对虾的死亡率也增加;在相同氨氮浓度的条件下，试验时间越长，墨吉明对虾的死亡率也会越高。氨氮浓度分别为17.46、25.00、35.81、51.29、73.45 mg/L，盐度为2.5%时，墨吉明对虾的96 h死亡率分别为33.33%、46.67%、60.00%、73.33%、93.33%，而在盐度为2.0%时，墨吉明对虾的96 h死亡率分别为36.67%、53.33%、80.00%、100.00%和100.00%。盐度为0.5%的条件下，在氨氮浓度为22.39、33.88、50.12 mg/L时，墨吉明对虾的96 h死亡率均为100%。

2.2 不同盐度下氨氮对墨吉明对虾的半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）

由表2可知，在24、48、72、96 h内，盐度为3.0%时，氨氮对墨吉明对虾的半致死浓度为29.72～49.46 mg/L;盐度为2.5%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50为29.83～59.70 mg/L;盐度为2.0%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50为23.48～45.10 mg/L;盐度为1.5%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50为14.57～38.30 mg/L;盐度为1.0%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50为11.92～35.80 mg/L;盐度为0.5%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50为8.49～28.81 mg/L。可以看出，在盐度为0.5%～2.5%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50随着盐度升高而升高。在盐度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%时，氨氮对墨吉明对虾的SC分别为 0.85、1.19、1.46、2.35、 2.98 mg/L。在盐度为0.5%～2.5%的范围内，氨氮对墨吉明对虾的SC也随着盐度的升高而升高。然而，当盐度为3.0%时，氨氮对墨吉明对虾的LC50和SC均低于盐度为2.5%时，说明盐度2.5%应该在墨吉明对虾最适盐度范围内。

2.3 亚硝酸盐对墨吉明对虾的急性毒性

由表3可知，同氨氮的急性毒性试验结果相似，在相同盐度的条件下，随亚硝酸盐的浓度增加，墨吉明对虾的死亡率也会增加;在相同亚硝酸盐浓度的条件下，试验时间越长，墨吉明对虾的死亡率也会越高。亚硝酸盐浓度分别为10.00、16.22、26.30、42.66、69.18 mg/L，盐度为2.5%时，墨吉明对虾的96 h死亡率分别为33.33%、50.00%、66.67%、86.67%、100.00%，低于盐度为2.0%和3.0%时的96 h死亡率。

2.4 不同盐度下亚硝酸盐对墨吉明对虾的半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）

由表4可知，盐度为3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%时，亚硝酸盐对墨吉明对虾的96h LC50分别为11.46、18.26、8.60、6.24、2.91 、1.05 mg/L，SC分别为1.15、1.83、0.86、0.62、0.29、0.11 mg/L。盐度为0.5%～2.5%时，亚硝酸盐在时间24、48、72、96 h的LC50和SC均随着盐度的升高而升高。然而，当盐度为3.0%时，亚硝酸盐对墨吉明对虾的LC50和SC均低于盐度为2.5%时，再次说明盐度2.5%应该在墨吉明对虾最适盐度范围内。

3 讨论

3.1 不同盐度条件下氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾的急性毒性作用

关于氨氮和亚硝酸盐对对虾的LC50的研究主要集中在同一盐度水平进行。而对虾养殖生产中，不同地区、不同养殖池，甚至同一养殖池的不同时期，其养殖盐度往往是不同的。本试验结果显示，在0.5%～2.5%的盐度范围下，氨氮和亚硝酸盐对墨吉明对虾24、48、72、96 h的LC50和SC也随着盐度升高而升高。其变化规律大体与其他品种的毒性试验结果[5，18-20，22-23]相似。說明在一定盐度范围内，随着盐度的下降，水生动物对氨氮和亚硝酸盐的耐受性降低。Barbieri的研究也发现，盐度由2.0%变为0.5%时，氨氮对南方滨对虾的LC50和SC均降低[18]。当盐度由2.5%变为1.5%时，氨氮对凡纳滨对虾的SC也降低[19]，亚硝酸盐对凡纳滨对虾的毒性增加了147%～249%[5]。对于南方滨对虾来说，盐度从3.5%降到0.5%时，亚硝酸盐的24、48、72、96 h毒性分别增加了33.4%、 46.7%、69.2%、103.3%[20]。在一定的盐度范围内，盐度降低，氨氮和亚硝酸盐的毒性增加，可能与盐度影响到对虾的呼吸、免疫、代谢和渗透压有关[4，15，18-20，24-25]。因此，养殖生产者在考虑氨氮和亚硝酸盐的毒性时，必须将盐度作为一个重要因素进行考虑。

3.2 相同盐度条件下氨氮对墨吉明对虾的急性毒性作用

从本试验的研究数据不难看出，在相同盐度的条件下，氨氮对墨吉明对虾的毒性随着氨氮浓度升高而增强，在斑节对虾（Penaeus monodon）[22]、日本囊对虾（Marsupenaeus japonicus）[5]、南方滨对虾[18，20]、凡纳滨对虾[5，19]，以及其他水生动物，如罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）[26]、斜带石斑鱼 （Epinephelus coioides） [27]的毒性试验结果很相似。在相同盐度条件下，亚硝酸盐对南方滨对虾[20]和凡纳滨对虾[5]的毒性也随着亚硝酸盐浓度升高而增强，本试验中亚硝酸盐对墨吉明对虾的毒性试验也有类似的结果。

氨氮和亚硝酸盐的毒性也随着处理时间的延长而增加。在盐度为2.5%时，氨氮对墨吉明对虾的24、48、72、96 h LC50分别为59.70、48.46、36.14、29.83 mg/L，其48、72、96 h LC50分别比24 h时下降了18.83%、39.46%、50.03%。Barbieri研究结果显示，在盐度为2.0%时，氨氮对南方纳滨对虾48、72、96 h LC50分别比24 h时下降了35.34%、53.50%、57.20%[18]，其变化幅度大于墨吉明对虾。本研究在盐度为2.5%时，亚硝酸盐对墨吉明对虾的24、48、72、96 h LC50分别为55.77、39.71、28.11、18.26 mg/L，其48、72、96 h LC50分别比24 h时下降了28.80%、49.60%、67.26%。在盐度为2.0%时，亚硝酸盐对南方滨对虾的48、72、96 h LC50分别比24 h时下降了36.34%、45.86%、62.01%[20]。说明在相同盐度的条件下，氨氮和亚硝酸盐的浓度越高，对墨吉明对虾的毒性越强;在相同亚硝酸盐浓度的条件下，暴露的时间越长，对墨吉明对虾的毒性也越强。

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