3%乙氧氟草醚水乳剂对三种水生生物的急性毒性效应

李俊，陈蓓蓓，魏杰，廖朝选*

（1.贵州省检测技术研究应用中心，贵州贵阳 550002；2.贵州省分析测试研究院，贵州贵阳 550014）

农药在现代农业生产中至关重要，对保障作物的生长与产量有重要作用，自2013年起，我国农药的登记数量持续增长[1]。农药在田间施用后，其中很大一部分进入环境，产生暴露风险。据统计分析，除草剂是登记产品中主要的三大类别之一，登记量占比持续上升[2]。除草剂的大量或不当使用，使得水环境受到不同程度的污染[3-4]。比如，除草剂莠去津会导致水中脊椎动物斑马鱼胚胎畸形[5]，10%(噁)唑酰草胺乳油、20%(噁)唑·灭草松微乳剂、20%(噁)唑·氰氟乳油对斑马鱼有中等及以上的毒性作用[6]；利谷隆会影响穗状狐尾藻的茎长、根长、整株长度、鲜重及干重[7]；敌草隆会抑制大型溞的活动，同时对大型溞的初次生殖时间、总生殖胎数、体长和产幼溞数量等生物学指标均有不良影响[8]。

乙氧氟草醚是美国罗姆-哈斯公司开发的含氟二苯醚类除草剂，具有高效、广谱、低毒、低残留、选择性好的特点。主要通过破坏杂草系统的透性，促进乙烯的释放，使得植物细胞生理功能紊乱，促使叶片或幼芽衰老、萎蔫直至死亡[9]。乙氧氟草醚对半夏、甘蔗、棉花等田间杂草具有良好的防效，而且对相应作物安全，目前已在大蒜、甘蔗、柑橘和水稻等20个作物上进行杂草防治登记[10-13]。然而，乙氧氟草醚对水生生物具有一定的毒性，会影响大鳞副泥鳅血液中谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）活力值，同时会造成DNA损伤，高剂量下还会导致死亡，长期大量使用可能造成水生态系统的破坏[14]。

评价除草剂对水生生物的毒性效应是农药风险评估的重要组成部分，是我国农药登记必须通过的环节。目前，对于乙氧氟草醚的水生生物毒性研究较少，本文选取标准模式生物斑马鱼、大型溞和羊角月牙藻，结合相关评价标准开展急性毒性研究，为乙氧氟草醚的风险评估提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

JY5002电子天平，感量0.000 1 g，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；SG9溶解氧测定仪，梅特勒-托利多科技（中国）有限公司；PHS-3C pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；PRX-250B智能人工气候培养箱，上海比朗仪器制造有限公司；8L一体成型玻璃方缸，市售常规款式；S200藻类计数仪，杭州迅数科技有限公司。

3%乙氧氟草醚水乳剂，广东茂名绿银农化有限公司；鱼和溞试验用水使用活性炭过滤并脱氯的自来水，pH在8左右，硬度（以CaCO3计）为150 mg/L，溶解氧为空气饱和氧（ASV）的96%；藻试验培养基，参考《农药登记环境试验方法标准汇编（一）》（以下简称《导则》）[15]规定方法进行配制。

1.2 试验生物

斑马鱼（Brachydaniorerio），购自上海宏业观赏鱼养殖场，鱼龄2月，全长2～3 cm，体重0.11～0.14 g。

大型溞（Daphniamagna），引自武汉科乐多生物科技有限公司，引入后于实验室内培养，收集24 h内的幼溞用于试验。

羊角月牙藻（Pseudokirchneriellasubcapitata），引自中国科学院淡水藻种库，引入后于实验室培养，采用对数生长期的藻类进行试验。

1.3 试验方法

1.3.1 鱼类急性毒性试验

参考《导则》[15]，将3%乙氧氟草醚水乳剂用去离子水溶解，用试验水稀释制备为有效成分含量0.008 mg/L、0.014 mg/L、0.025 mg/L、0.044 mg/L 和0.080 mg/L的梯度试验溶液，并设置一个空白对照组。试验环境条件为（24±1）℃、溶解氧＞60%ASV、pH6.0～8.5、光暗比为16 h/8 h，每日观察并记录试验鱼发生毒性效应及死亡情况，试验周期96 h。

1.3.2 溞类活动抑制试验

与鱼类急性毒性试验相似，将3%乙氧氟草醚水乳剂用去离子水溶解后，用试验水稀释制备为有效成分含量0.024 mg/L、0.029 mg/L、0.035 mg/L、0.042 mg/L、0.050 mg/L、0.060 mg/L的五个处理浓度，并设置一个空白对照组。添加试验幼溞后，于（20±1）℃、pH为6～9、溶解氧＞60%ASV、避光条件下开展试验。每个处理设4个重复，每个重复使用5只试验溞。在48 h内每日观测记录大型溞受抑制的情况。

1.3.3 藻类生长抑制试验

参照藻类生长抑制试验方法[15]，先对羊角月牙藻藻种进行计数，根据藻细胞数量和拟制备试验液浓度，用藻试验培养基将羊角月牙藻藻种稀释至2×104个/mL的藻液备用。然后取3%乙氧氟草醚水乳剂，用上述制备的藻液稀释为有效成分含量0.10 μg/L、0.16 μg/L、0.26 μg/L、0.41 μg/L、0.66 μg/L 和1.05 μg/L的处理组试验液，然后置于（23±1）℃、持续光强6 000 Lx的培养箱内进行试验。试验同时设置不添加供试农药的空白对照，每组设3个重复，在72 h内每日观察并记录藻类的生长情况。

1.4 数据处理

根据观察的毒性测试结果，采用Origin 2019b进行浓度-效应曲线拟合，采用SPSS 17.0软件统计分析LC50/EC50与95%置信限。

2 结果与分析

2.1 毒性效应

在鱼类急性毒性试验中，试验承载量为0.45 g/L，温度23.1～24.3 ℃，pH 7.53～7.64，溶解氧83.7%～97.8%ASV，对照组试验鱼死亡率为0%。经3%乙氧氟草醚水乳剂暴露后，斑马鱼发生体色变黑、游动缓慢、反应迟钝、频繁换气症状，严重者发生死亡。

溞类活动抑制试验的温度19.3～20.6 ℃，pH 7.30～7.75，溶解氧为85.2%～97.5%ASV，满足大型溞正常生长需求，对照组溞死亡率为0%，符合试验要求。经3%乙氧氟草醚水乳剂暴露后，大型溞发生游动无力现象，在轻微晃动试验容器下，部分大型溞15 s内无法游动，严重者发生死亡。

使用羊角月牙藻测试3%乙氧氟草醚水乳剂对藻类的毒性效应，试验中温度22.4～23.5 ℃，对照组藻浓度从初始的2×104个/mL增长至1.8×106个/mL。藻细胞呈指数增长，试验周期内共计增长89倍，达到标准规定的增长倍数≥16倍要求，试验条件和程序满足羊角月牙藻正常生长需要，试验藻类适宜开展毒性研究。研究表明，3%乙氧氟草醚水乳剂不会引起藻类形态改变，但对藻细胞生长量和特定生长率均有显著的影响。

2.2 50%效应浓度与毒性等级

如图1所示，斑马鱼和大型溞分别暴露于不同浓度的3%乙氧氟草醚水乳剂后，发生了不同程度的致死或活动抑制效应，其致死率或活动抑制率与浓度具有线性相关性，随3%乙氧氟草醚水乳剂浓度增大，死亡率或活动抑制率增高。羊角月牙藻在0.10～1.05 mg/L的3%乙氧氟草醚水乳剂中暴露后，生长量和生长率受到不同程度的抑制，在不同浓度段抑制率增大幅度不同。

图1 不同浓度3%乙氧氟草醚水乳剂对3种水生生物的抑制率

如表1所示，通过SPSS 17.0统计分析，3%乙氧氟草醚水乳剂对斑马鱼的96 h的半致死浓度LC50为0.072 6 mg/L，95%置信限为0.055 3～0.098 3 mg/L；对大型溞48 h的50%效应浓度EC50为0.047 5 mg/L，95%置信限为0.043 7～0.051 7 mg/L；对羊角月牙藻生长量的72 h的50%效应浓度EyC50为0.194 mg/L，95%置信限为0.150～0.239 mg/L；对羊角月牙藻生长率抑制的50%效应浓度ErC50为0.359 mg/L，95%置信限为0.326～0.397 mg/L。

表1 3%乙氧氟草醚水乳剂对3种水生生物的毒性试验结果

根据《导则》[15]要求，农药对鱼类、溞类、藻类的毒性判定分别以毒性终点LC50（96 h）、EC50（48 h）、ErC50/EyC50（72 h）确定。（1）当鱼类（LC50）或溞类（EC50）的毒性终点＞10时，毒性为低毒；1.0＜LC50（EC50）≤10时，毒性为中毒；0.1＜LC50（EC50）≤1.0时，毒性为高毒；LC50（EC50）≤0.1时，毒性为剧毒。（2）对于藻类的生长抑制试验，毒性等级分为三级。当毒性终点EC50＞3.0时，毒性为低毒；0.3＜EC50≤3.0时，毒性为中毒；EC50≤0.3时，毒性为高毒。根据测试结果，3%乙氧氟草醚水乳剂对斑马鱼的96 h半致死浓度LC50＜0.1 mg/L，毒性等级为剧毒；对大型溞的48 h 50%活动抑制效应EC50＜0.1 mg/L，毒性等级为剧毒；对羊角月牙藻生长量的72 h 50%抑制效应EC50＜0.3 mg/L，毒性为高毒。

3 结论

在实验室条件下，利用静态试验法测定了3%乙氧氟草醚水乳剂对斑马鱼、大型溞和羊角月牙藻三种不同生态位水生生物的急性毒性。试验中环境条件与对照组的死亡率或抑制效应均符合相应的标准要求，试验结果可靠。通过测试分析，3%乙氧氟草醚水乳剂对三种水生生物均有毒性效应，其对斑马鱼（LC50）、大型溞（EC50）、羊角月牙藻（ErC50/EyC50）的50%毒性效应浓度分别为0.072 6 mg/L、0.047 5 mg/L、0.194/0.359 mg/ L，毒性等级分别为剧毒、剧毒、高毒。

农业生产离不开农药的使用，科学、安全地使用农药可减少对生态环境的破坏。3%乙氧氟草醚水乳剂对试验所选的三种水生生物都有较高的毒性，在稻-鱼、稻-虾、稻-蟹等生态渔业中应禁止使用，以防产品在田水中残留，影响渔业生产；产品包装物在河流或湖泊等水域随意丢弃或清洗，或施药时漂移至水体，仍然可导致较高的生态风险，在实际应用过程中需要严格注意。此外，农药对环境生物的毒性仅仅是影响风险水平中的一个重要因素，它还与农药自身的性质和环境中的行为特性有关，同时环境中生物种类繁多，还需结合更多种类生物的毒性进行全面的评估。