辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的急性毒性研究

管芳玲, 熊六凤, 方汉孙, 张玉婷, 蒋新杰, 刘为民, 梁惜梅,*

辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的急性毒性研究

管芳玲1, 熊六凤2, 方汉孙1, 张玉婷2, 蒋新杰2, 刘为民2, 梁惜梅2,*

1. 江西农业大学国土资源与环境学院, 江西 南昌 330045 2. 江西农业大学动物科学技术学院, 江西 南昌 330045

在水温为(22 ± 1)℃的静水条件下, 研究了辛硫磷和甲苯咪唑等2种常用水产杀虫剂对大鳞副泥鳅的急性毒性。结果表明, 辛硫磷对大鳞副泥鳅的24 h、48 h和96 h 半致死质量浓度分别为0.66 mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全质量浓度为0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的24 h、48 h和96 h半致死质量浓度分别为0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全质量浓度为0.15 mg·L–1。结果提示辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅均属于高毒药物, 因此在渔业生产中应严格控制该药物的使用浓度, 避免其对水生态系统造成严重的危害。

大鳞副泥鳅; 辛硫磷; 甲苯咪唑; 半致死质量浓度; 安全质量浓度

0 前言

大鳞副泥鳅(), 属鲤形目(Cypriniformes), 鳅科(Cobitinae), 副泥鳅属(), 因其营养丰富, 肉味鲜美细腻, 深受广大消费者的喜爱, 已广泛养殖于全国大部分地区[1-2]。然而随着大鳞副泥鳅养殖规模的扩大和养殖密度的提高, 养殖中出现的病虫害问题也变得愈发严重, 给大鳞副泥鳅的健康养殖带来了巨大的挑战。目前, 对于大鳞副泥鳅养殖中病虫害的防治方法仍较为有限, 一般采用化学药物防治的方法减少病虫害在养殖过程中带来的经济损失[3]。

辛硫磷()和甲苯咪唑()是我国水产养殖中广泛使用的两种杀虫剂, 在防治指环虫()、三代虫()、斜管虫()和车轮虫()等寄生虫性疾病中发挥重要作用[4-5]。然而, 在水产病虫害的防治过程中, 因药物浓度的不合理使用而导致养殖水产动物大量中毒死亡的事件时有发生, 不仅给水产养殖户带来直接的经济损失, 而且对水生态系统造成严重的危害。因此, 通过急性毒性试验明确这两种常用水产杀虫剂对养殖水产动物的安全作用浓度, 在实际生产和水生态环境保护中具有十分重要的意义。目前, 辛硫磷和甲苯咪唑对虹鳟()幼鱼[4]、金鱼()[6]和黑尾近红鲌()[7]等鱼类的毒性研究已有报道, 但对大鳞副泥鳅的急性毒性尚未见研究。据此, 本试验研究辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的急性毒性, 旨在为大鳞副泥鳅养殖中药物的安全使用提供科学依据, 以减少和避免药物的不合理使用带来的经济损失和生态环境危害。

1 材料与方法

1.1 试验药品

辛硫磷溶液体积分数为40%(运城康源兽药有限公司), 甲苯咪唑有效成分含量为10%(永济市晋龙药业有限公司)。试验前用蒸馏水将各种药物配成一定质量浓度的母液, 并于试验时用曝气自来水稀释至所需的质量浓度, 试验中所示质量浓度均为药物的有效成分质量浓度。

1.2 试验鱼与养殖条件

本试验所用大鳞副泥鳅由吉安新干源生态泥鳅养殖场提供, 体格健康, 体表无损伤, 规格较为一致, 平均体长为(11.19 ± 1.04) cm, 平均体重为(8.15 ± 1.83) g。试验前将大鳞副泥鳅暂养于曝气自来水中, 水温为(22 ± 1)℃, 正常投喂饲料, 及时清除排泄物和死鱼, 驯养1周以后待大鳞副泥鳅适应实验室环境, 无死亡现象后开始试验, 试验前一天停止投饲。

1.3 试验方法

预备试验: 根据辛硫磷和甲苯咪唑这2种药物对其它鱼类的急性毒性试验结果以及药物的推荐使用质量浓度, 预实验设置5个间隔较大的药物质量浓度梯度和空白对照组, 尽可能使半致死质量浓度(LC50)在处理的质量浓度范围内。试验在13 L 水族箱中进行, 内盛5 L试验液, 每个质量浓度组设3个平行, 每个水族箱中随机放5尾鱼, 试验期间不充气, 不投喂饲料, 水温为(22 ± 1) ℃。试验记录24 h、48 h、72 h和96 h时每个试验组内试验鱼的死亡情况, 以确定急性毒性试验的质量浓度范围。用镊子碰触大鳞副泥鳅的口吻、鳃盖、鳍条, 身体完全不动, 并在10 s内无任何反应, 确定为死亡, 并及时清除死鱼。

急性毒性试验: 根据预试验的结果设定2种药物正式试验的质量浓度范围。辛硫磷的质量浓度组为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; 甲苯咪唑的质量浓度组为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; 同时设置曝气自来水空白对照组。试验在13 L水族箱中进行, 内盛5 L试验液, 每个浓度设3个平行, 每个水族箱中随机放置10尾鱼, 试验期间不充气, 不投喂饲料, 水温为22 ± 1℃。分别于24 h、48 h、72 h和96 h观察每组试验鱼的死亡情况, 记录大鳞副泥鳅的死亡数。

1.4 数据处理

采用SPSS统计软件对数据进行单因素方差分析, 试验结果以平均值± 标准误差表示,< 0.05表示处理组与对照组中大鳞副泥鳅的死亡率差异显著(*)。通过Excel数据处理软件, 采用改良寇氏法[2], 根据药物不同时间不同浓度下大鳞副泥鳅的死亡率, 计算药物对大鳞副泥鳅的24 h、48 h和96 h的半致死浓度(LC50)和95%的置信区间。各试验药物的安全质量浓度(SC)按下式计算[8]:

2 结果与分析

2.1 大鳞副泥鳅的中毒症状

辛硫磷各质量浓度暴露组中, 试验开始后40 min大鳞副泥鳅就出现不同程度的焦虑不安、来回游动或上下串游、鱼体扭曲抽搐、撞击鱼缸壁、腹部向上、不时跃出水面、偶尔沉于水底、呼吸渐弱等中毒症状。在辛硫磷最低质量浓度组(0.25 mg·L–1)中, 24 h后大鳞副泥鳅的活动状况逐渐恢复正常, 与空白对照组相比较无明显差异; 在最高质量浓度组(1.05 mg·L–1)中, 12 h时部分大鳞副泥鳅鱼反应迟钝或没反应、腹部向上、身体扭曲、失去平衡、浮于水面或沉于水底、呼吸减弱, 随暴露时间的延长, 中毒症状越来越显著, 中毒个体数也不断增加, 24 h时已出现过半数以上个体死亡, 死亡个体体色发白, 鳃丝和鳍部充血, 体表有粘液并附有白色絮状物。

试验开始时, 甲苯咪唑各质量浓度暴露组中的大鳞副泥鳅就马上表现出明显的应激反应, 焦虑不安、游动迅速、上下窜动、身体扭曲、翻肚或倒挂于水中、对敲击缸壁的刺激反应强烈等中毒现象。在甲苯咪唑最低质量浓度组(0.28 mg·L–1)中, 24 h时个别大鳞副泥鳅鱼体失去平衡, 腹部向上, 浮于水面或沉于水底, 对敲击刺激反应不敏感, 出现呼吸缓慢等中毒症状, 直至停止心跳死亡, 但随着暴露时间的延长, 大鳞副泥鳅的活动状况逐渐恢复平静, 96 h时与对照组相比较无明显差异; 在最高质量浓度组(1.20 mg·L–1)中, 24 h时大部分大鳞副泥鳅鱼体腹部向上, 身体弯曲, 失去平衡, 呼吸减慢、浮于水面或沉于水底、出现死亡, 死亡大鳞副泥鳅体色发白, 胸鳍僵直, 鳃和鳍基部有出血的现象, 体表有大量粘液并有絮状附着物。

2.2 辛硫磷对大鳞副泥鳅的急性毒性试验结果

在辛硫磷的暴露过程中, 对照组和最低质量浓度为(0.25 mg·L–1)的大鳞副泥鳅全部存活, 其它质量浓度组大鳞副泥鳅的死亡率随着辛硫磷质量浓度的增加和暴露时间的延长而逐渐增大, 低质量浓度暴露组(0.36 mg·L–1)24 h、48 h和96 h时的死亡率仅分别为10%、20%和20%, 而最高质量浓度组(1.05 mg·L–1) 24 h、48 h和96 h时的大鳞副泥鳅的死亡率则分别为85%、95%和100%, 且与对照组相比较均存在显著差异(< 0.05)(图1)。

2.3 甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的急性毒性试验结果

对照组大鳞副泥鳅的死亡率为0%, 随着甲苯咪唑质量浓度的增加, 大鳞副泥鳅的死亡率逐渐增大, 最低质量浓度组(0.28 mg·L–1)24 h、48 h和96 h时的死亡率均低于为10%, 最高质量浓度组(1.20 mg·L–1)24 h、48 h和96 h时的死亡率均高于85%(< 0.05); 而在甲苯咪唑的暴露过程中, 各时间节点中同一质量浓度组中大鳞副泥鳅的死亡率基本上保持一致, 只有最高质量浓度组(1.2 mg·L–1)48 h和96 h时的死亡率与24 h时的相比较增加了5%, 均为95%(图2)。

2.4 辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的半致死质量浓度和安全质量浓度

根据不同时间不同质量浓度下辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的致死率, 采用改良寇氏法, 计算出2种药物对大鳞副泥鳅的半致死质量浓度和安全质量浓度(表1)。辛硫磷对大鳞副泥鳅的24 h、48 h、96 h 半致死质量浓度分别为0.66mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全质量浓度为0.11 mg·L–1; 甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的24 h、48 h、96 h半致死质量浓度分别为0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1、0.54 mg·L–1, 安全质量浓度为0.15 mg·L–1。

图1 不同质量浓度辛硫磷对大鳞副泥鳅的致死率(* p < 0.05 表示与对照组比较差异显著)

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

图2 不同质量浓度甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的致死率(* p < 0.05 表示与对照组比较差异显著)

<

Figure 2 The mortality rate ofexposed to different concentration of mebendazole (*< 0.05, significant differences from the control group)

表1 辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的半致死浓度和安全浓度

3 讨论

辛硫磷是一种高效低毒的有机磷杀虫剂, 主要通过抑制乙酰胆碱酯酶活性而引起乙酰胆碱代谢紊乱而杀死鱼体上三代虫、指环虫和线虫(Nematoda)等寄生虫, 在渔业中的常用剂量为0.01 mg·L–1 [9]。本研究结果显示, 辛硫磷高质量浓度暴露组(0.74 mg·L–1和1.05 mg·L–1)中大鳞副泥鳅的死亡率随着暴露时间的延长而逐渐增大, 推测大鳞副泥鳅的中毒过程可能是由辛硫磷在体内不断累积, 使鱼体乙酰胆碱代谢紊乱而导致运动神经传递受阻所致[6,10]。在辛硫磷最低质量浓度暴露组(0.25 mg·L–1)中大鳞副泥鳅虽未出现死亡现象, 但在暴露初期(40 min)即出现腹部向上、鱼体扭曲抽搐、撞击鱼缸壁等明显的应激反应, 表明低剂量辛硫磷对大鳞副泥鳅运动行为的毒副作用仍不可忽视。辛硫磷对大鳞副泥鳅的24 h、48 h和96 h半致死质量浓度分别为0.66 mg·L–1、0.55 mg·L–1和0.52 mg·L–1, 安全质量浓度为0.11 mg·L–1, 远远高于渔业的常用剂量, 表明在大鳞副泥鳅的养殖生产中可合理地使用该药进行寄生虫病的防治。然而, 有研究表明辛硫磷对虹鳟幼鱼[4]、金鱼[6]、黑尾近红鲌[7]、梭鲈()幼鱼[11]和罗非鱼()[12]等的安全质量浓度分别为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, 提示不同种类的鱼对辛硫磷的敏感性均存在较大的差异。因此, 在渔业生产中要根据养殖对象的不同严格地控制该药物的使用浓度, 准确用药, 以免造成水产经济动物的大量死亡。

甲苯咪唑属于苯丙咪唑类药物, 其作用机理是通过抑制寄生虫对葡萄糖的吸收, 导致虫体糖原耗尽, 同时抑制延胡索酸还原酶系统, 阻碍ATP的产生, 最终使寄生虫衰竭而死亡[13-14]。随着甲苯咪唑染毒浓度的增加和时间的延长, 会引起鱼体的糖原和ATP代谢障碍, 最终导致鱼体死亡[15-16]。本研究发现, 随着甲苯咪唑暴露质量浓度的增加, 大鳞副泥鳅的死亡率逐渐增加, 24 h时最低质量浓度组(0.28 mg·L–1)的死亡率为5%, 高质量浓度组(1.20 mg·L–1)的死亡率高达90%, 表明一定质量浓度的甲苯咪唑会使大鳞副泥鳅的代谢出现障碍而导致鱼体死亡, 存在剂量-效应关系。但随着暴露时间的延长, 除了最高质量浓度组外, 其他质量浓度组各时间节点中甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的致死率基本一致, 48 h和96 h 时的致死率与24 h时的相同, 表明甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的毒性作用在24 h内已基本体现出来, 因此在该药物的用药初期关注水产动物的反应症状尤为重要。目前, 甲苯咪唑在渔业生产中建议的使用质量浓度为0.10—0.15 mg·L–1[7]。本研究结果显示, 甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的24 h、48 h和96 h半致死质量浓度分别为0.56 mg·L–1、0.54 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 安全质量浓度为0.15 mg·L–1, 与建议的渔业常用剂量接近或相当。汤施展等[4]研究表明甲苯咪唑对虹鳟幼鱼的96 h半致死质量浓度为0.47 mg·L–1, 安全质量浓度为0.17 mg·L–1; 张新铖等[5]研究也发现25℃水温时甲苯咪唑对美洲鲥()的96 h半致死质量浓度为0.122 mg·L–1, 安全质量浓度为0.063 mg·L–1。这些研究结果均表明, 甲苯咪唑对鱼类的毒性较高, 安全质量浓度低于或接近生产使用质量浓度, 提示在渔业生产中应该谨慎使用该药物, 以免对水生态系统带来严重的危害。

根据化学药物对鱼类毒性等级评价标准[17], 将96 h半致死质量浓度划分为4个等级, 剧毒< 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对大鳞副泥鳅的96 h半致死质量浓度分别0.52 mg·L–1和0.54 mg·L–1, 因此, 这2种药物对大鳞副泥鳅均属于高毒药物。近年来, 水产经济动物养殖规模的扩大和养殖密度的提高, 导致水产病虫害日趋严重, 从而使得辛硫磷和甲苯咪唑等杀虫剂在渔业生产中的作用尤显重要。然而, 这些杀虫剂的使用不仅会杀灭水产经济动物的病虫害, 还会对水产动物本身产生毒害作用, 因此在渔业生产中要谨慎使用这些药物, 充分考虑药物对水产动物的安全质量浓度, 把握好药物的用药量, 以避免药物的不合理使用带来的经济损失和生态环境危害。

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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

江西省教育厅项目(GJJ180186); 江西省研究生创新专项资金项目(YC2019-S179); 江西省科技厅重点项目(9021107236); 国家自然科学基金项目(31602168)

管芳玲 (1995—), 女, 江西吉安人, 硕士研究生, 主要从事环境面源污染控制, E-mail: tmenet1017@163.com

梁惜梅 (1985—), 女, 广东台山人, 博士, 讲师, 主要从事养殖水域生态环境与调控, E-mail: willie3@163.com

管芳玲, 熊六凤, 方汉孙等. 辛硫磷和甲苯咪唑对大鳞副泥鳅的急性毒性研究[J]. 生态科学, 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.