五种农药对昆明裂腹鱼幼鱼的急性毒性试验

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　　摘 要：采用静态急性毒性试验法研究了草甘膦铵盐、草甘膦、乐果、甲氰菊酯、阿维菌素对昆明裂腹鱼幼鱼的急性毒性效应并进行安全评价，根据试验期间死亡鱼数及死亡时间，用直线内插法计算各时间点的半致死浓度。结果表明：草甘膦铵盐、草甘膦、乐果、甲氰菊酯、阿维菌素对昆明裂腹鱼幼鱼的LC50分别为5.755 mg/L、210.7 mg/L、39.598 mg/L、0.009 mg/L、0.0122 mg/L，安全浓度分别为1.223 mg/L、62.66 mg/L、10.182 mg/L、0.0018 mg/L、0.0031 mg/L。五种农药的敏感性大小依次为：甲氰菊酯>阿维菌素>草甘膦铵盐>乐果>草甘膦。
　　关键词：农药;昆明裂腹鱼;急性毒性;半致死浓度;安全浓度
　　中图分类号：S948
　　 文献标识码：A
　　文章编号：1008-0457（2019）02-0032-05     国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.006
　　Abstract：Acute toxicity effects of glyphosate ammonium salt， glyphosate， dimethoate， fenpropathrin and avermectin on juvenile Schizothorax grahami were studied by static acute toxicity tests and the safety of these five pesticides were evaluated. According to the number of dead fish and the time of death during the experiment， the median-lethal concentration （LC50） at each time point was calculated by linear interpolation method. The results showed that the LC50 of glyphosate ammonium salt， glyphosate， dimethoate， fenpropathrin and avermectin were 5.755 mg/L， 210.7 mg/L， 39.598 mg/L， 0.009 mg/L and 0.0122 mg/L， respectively. The safe concentrations were 1.223 mg/L， 62.66 mg/L， 10.182 mg/L， 0.0018 mg/L and 0.0031 mg/L， respectively. The ranking of sensitivity of 5 pesticides was as follows： fenpropathrin > avermectin > glyphosate ammonium salt > dimethoate > glyphosate.
　　Key words：pesticides; schizothorax grahami; acute toxicity; median-lethal concentration （LC50）;safe concentration
　　昆明裂腹鱼（ Schizothorax grahami ） 属鲤科（ Cyprinidae）、 裂腹鱼亚科（ Schizothoracinae）、 裂腹鱼属（ Schizothorax Heckel），是我国特有的高原鱼类，于西南地区分布，在贵州主要分布于南、北盘江上游支流、金沙江下游干支流以及乌江上游。现已被列为贵州省重点保护鱼类之一。
　　随着农业的发展，为使作物达到高效增产的目的，人们普遍使用农药，而农药伴随雨水的冲刷渗入地表，溶入地下水中，从而污染水环境，对水体中生存的鱼类具有直接毒害作用。在农药对鱼类的毒性作用方面，人们开展了大量的研究。重金属离子作为水环境污染成分之一，Cu.2+、Cd.2+、Zn.2+和Pb.2+均对匙吻鲟稚鱼表现出了毒性作用[1]。草甘膦对麦穗鱼为低毒[2]，而草甘膦制剂的毒性强于草甘膦[3]。乐果是一种传统的有机磷内吸性杀虫剂和触杀性杀螨剂，洪万树等[4]研究了敌百虫、敌敌畏、甲胺磷、呋喃丹和乐果五种有机磷农药对鮸状黄姑鱼胚胎和前期仔鱼的毒性，表明乐果对胚胎和仔鱼的毒性最小，对两者的毒性基本相似。甲氰菊酯是一种含有苯氧基的环丙烷酯，属于拟除虫菊酯类农药，属神经性杀虫剂，对泥鳅为低毒[5]，对稀有鮈鲫为高毒[6]，对鲤、鲫、鲢鱼种为剧毒[7]。阿维菌素是一种新型抗生素类生物农药，具有较强杀虫性、较高安全性，是应用广泛的农作物驱虫药。对斜带石斑幼鱼为剧毒物质[8]。周礼敬等[9]研究了四种渔药对昆明裂腹鱼苗的急性毒性。此外，部分学者针对水质指标变化对昆明裂腹鱼的影响进行了研究。
　　草甘膦铵盐与草甘膦为除草类农药，乐果、甲氰菊酯与阿维菌素为杀虫类农药。本研究以昆明裂腹鱼幼鱼为研究对象，通过向试验水体中施用草甘膦铵盐、草甘膦、乐果、甲氰菊酯、阿维菌素五种农药，探究昆明裂腹鱼幼鱼对不同类型除草剂和杀虫剂的敏感性，为监测和防治农药污染，便于水质管理提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 試验材料
　　昆明裂腹鱼幼鱼由毕节市鑫有农业综合开发有限责任公司双坪基地提供，选用规格一致、健康活泼，无病、无伤、无畸形的昆明裂腹鱼幼鱼，试验鱼规格体长为（4～5 cm），体重为（1～2 g）。暂养于实验基地，驯养期间，其行为、摄食正常，无并发症，死亡率<1%。试验前24 h停止投食。 　　试验用水为该基地养殖场所用山泉水，水温（13～14 ℃），pH = 6，溶氧5 mg/L，氨氮﹤0.2 mg/L，亚硝酸盐﹤0.005 mg/L。
　　试验所用药品、规格、产地见表1。
　　1.2 试验方法
　　采用静态急性毒性试验法进行试验，试验用透明塑料收纳箱进行，每箱放入20 L试验液。在相同实验条件下，各农药根据24 h敏感性预备试验，按等对数间距设置5个浓度组见表2，1个空白对照组，每组3个平行，每平行放入10尾实验鱼。整个过程充气，期间不投喂饲料，每隔12 h更换一次试验液。试验周期96 h，期间观察并详细记录试验鱼的行为变化。试验开始8 h连续观察，于24 h、48 h、96 h分别观察并记录试验鱼死亡情况。本试验判断鱼死亡的标准是：肉眼观察鱼不运动，玻璃棒碰触5 min内无任何反应。
　　1.3 数据统计
　　根据用药浓度、死亡时间、死亡率，用直线内插法求出24 h、48 h、96 h半致死浓度（LC50），安全质量浓度（SC）按 Turubell 氏公式求出，整个数据统计利用 SPSS 17.0 软件进行处理。药物的SC按下式计算：
　　SC = 0.3 × 48 h LC50/ （24 h LC50/ 48 h LC50） .2
　　2 结果与分析
　　2.1 五种药物对昆明裂腹鱼的毒性比较
　　五种农药死亡鱼数均随药物浓度的升高而增加，随着时间的延长，相同浓度死亡率逐渐升高，试验结果见表3，对照组无死鱼现象。各农药24 h死亡率均不足100%，尚有个别存活。除草甘膦铵盐外，四种农药最低浓度在96 h均表现不同程度死亡。
　　试验鱼中毒初期，身体均侧翻，活动缓慢，体表粘液增多。农药毒性强弱不一，作用机理各异，表现出不同的中毒症状。草甘膦铵盐组偶尔扭曲游动，后期肚皮朝上，头上尾下于水中沉浮，体不动，玻璃棒触碰，可见胸鳍无规律摆动。草甘膦组均可见鳍条末端不同程度糜烂，但最低浓度试验鱼仍很活跃，后期沉于水底，仅鳃盖活动，偶尔肚皮朝上不平衡游动。乐果组肚皮朝上，浮在水面，鳃盖、胸鳍和尾鳍均缓慢活动，后期沉于水底，不活跃，玻璃棒触碰，身体轻微摆动。甲氰菊酯组身体变形弯曲，偶尔呈弧形迅速游动，后期鳃盖无规律闭合，沉于水底，身体朝两侧扭曲，尾部偶尔急速摆动，牵动身体抖动，但仍无法游动，应激反应较强。阿维菌素组身体侧翻，沉于水底，初期偶尔游动，后期仅鳃盖活动，耐受时间较长，持续12 h才表现出中毒症状。
　　2.2 两种除草剂对昆明裂腹鱼幼鱼的影响
　　草甘膦铵盐和草甘膦组的浓度-死亡率随时间变化趋势见图1和图2。
　　草甘膦铵盐组在24 h到48 h死亡率急剧上升，中间浓度在48 h死亡率达60%;草甘膦组在48 h到72 h死亡率上升较快，中间浓度在48 h死亡率为30%。昆明裂腹鱼幼鱼对前者比后者耐受性低。
　　2.3 三种杀虫剂对昆明裂腹鱼幼鱼的影响
　　乐果、甲氰菊酯和阿维菌素组的浓度-死亡率随时间变化趋势见图3、图4和图5。
　　乐果组在24 h到48 h死亡率上升较快，低浓度在24 h已出现死亡;甲氰菊酯组高浓度在48 h到72 h死亡率上升较快，低浓度在72 h到96 h死亡率急剧上升，低浓度在24 h已有鱼死亡，且上升幅度大于乐果组;阿维菌素组24 h到48 h死亡率上升速度明显加快，24 h低浓度无死鱼现象。昆明裂腹鱼幼鱼对三者耐受性强度分别为：甲氰菊酯<乐果<阿维菌素。
　　2.4 五种农药对昆明裂腹鱼幼鱼的半致死浓度和安全浓度
　　根据昆明裂腹鱼幼鱼在五种农药作用下的死亡率，回归统计分析见表4，草甘膦铵盐、草甘膦、乐果、甲氰菊酯、阿維菌素对昆明裂腹鱼幼鱼96 h LC50 分别为5.755 mg/L、210.7 mg/L、39.598 mg/L、0.009 mg/L、0.0122 mg/L，安全浓度分别为 1.223 mg/L、62.66 mg/L、10.182 mg/L、0.0018 mg/L、0.0031 mg/L，受试农药对昆明裂腹鱼幼鱼的毒性依次为：甲氰菊酯>阿维菌素>草甘膦铵盐>乐果>草甘膦。
　　3 结论与讨论
　　3.1 五种农药对昆明裂腹鱼幼鱼的毒性评价
　　药物对试验鱼毒性的大小常用半致死浓度（LC50）衡量，LC50值越小，药物毒性越大;LC50值越大，毒性越低。根据国家《水和废水监测分析方法》[10]中的相关规定和96 h LC50值的大小，将化学物质的急性毒性分为剧毒（<1 mg/L）、高毒（1～100 mg/L）、中毒（100～1000 mg/L）、低毒（1000～10000 mg/L）、微毒或无毒（>10000 mg/L）5个等级。本实验五种药物中，草甘膦对昆明裂腹鱼的毒性最低，甲氰菊酯毒性最高。按上述分类依据，草甘膦铵盐、草甘膦、乐果、甲氰菊酯、阿维菌素分别归类于高毒、中毒、高毒、剧毒、剧毒。
　　综合以上判定标准，除草剂对昆明裂腹鱼幼鱼毒性较低，除草剂中施用草甘膦较为安全，杀虫剂中乐果相对安全。相同染毒时间内，浓度越高，幼鱼死亡率越高，表现出剂量-效应关系;相同浓度下，染毒时间越长，死亡率越高，表现出时间-效应关系。五种农药对昆明裂腹鱼幼鱼的半致死浓度均表现出96 h LC50<48 h LC50<24 h LC50，说明随着试验时间的延长，五种农药对昆明裂腹鱼幼鱼的毒性效应提高。
　　3.2 昆明裂腹鱼幼鱼对除草剂的敏感性分析
　　草甘膦及其制剂的生态毒性效应在研究领域上一直备受争议。研究认为，草甘膦在生态环境和人体健康方面有较小的危害性[11]，也不断有新的证据表明草甘膦制剂对生态安全和人体健康造成威胁[12-16]。研究表明，草甘膦酸制剂（Roundup）对鲫鱼（Carassius auratus）的毒性强于草甘膦本身[3]。草甘膦异丙胺盐对麦穗鱼为低毒，96 h LC50为403.8 mg/L[2]。草甘膦对斑马鱼的48 h LC50为390 mg/L[17]。不同的草甘膦制剂及其组成成分毒性强弱为表面活性剂>草甘膦制剂>草甘膦酸>草甘膦异丙胺盐[18]。本研究中，昆明裂腹鱼幼鱼对草甘膦铵盐的敏感性高于草甘膦，与范瑾煜等[3]学者的研究结果一致。草甘膦对昆明裂腹鱼幼鱼的48 h LC50低于斑马鱼，说明草甘膦对昆明裂腹鱼幼鱼的毒性较强，昆明裂腹鱼幼鱼对草甘膦的耐受性比斑马鱼低，属中等敏感，草甘膦铵盐属高等敏感。 　　3.3 昆明裂腹鱼幼鱼对杀虫剂的敏感性分析
　　鱼类的不同发育期对毒物的敏感性不同，鱼卵最不敏感，成鱼次之，鱼苗阶段最敏感。乐果对不同发育阶段圆尾斗鱼的急性毒性敏感性强度依次为：16日龄鱼苗﹥成鱼﹥出膜50小时鱼苗﹥鱼卵[19]，前三者48 h LC50分别为24.32 mg/L、26.29 mg/L、107.69 mg/L。甲氰菊酯对稀有鮈鲫鱼苗为剧毒物质，96 h LC50为0.00721 mg/L[6]，且对不同鱼类鱼种敏感性依次为：鲢鱼﹥鲫鱼﹥鲤鱼﹥泥鳅，均为剧毒，96 h LC50分别为0.37 mg/L、0.51 mg/L、0.64 mg/L、45.01 mg/L[7]。阿维菌素对异育银鲫鱼苗的毒性大于鱼种，表现出毒性随体长规格的增大而递减，因不同鱼类有如下敏感性：异育银鲫鱼苗﹥鲢鱼苗﹥异育银鲫鱼种﹥食蚊鱼，均为剧毒[20]，96 h LC50分别为0.0181 mg/L、0.0199 mg/L、0.06 mg/L、0.08 mg/L;对斜带石斑鱼幼鱼和鲤鱼亦为剧毒，安全浓度分别为0.00239 mg/L[8]和0.00412 mg/L[21]。无鳞鱼类具有辅助呼吸功能，机体能直接从空气中补充部分氧气，减少对水体中氧的依赖性，使更少的药物通过鳃进入鱼体，因此表现出较强的耐药性。本研究中，昆明裂腹鱼幼鱼体被细鳞或无磷，对甲氰菊酯最为敏感，阿维菌素次之，对乐果耐受性最强。乐果对昆明裂腹鱼幼鱼的48h LC50高于圆尾斗鱼16日龄鱼苗和成鱼，低于出膜50小时鱼苗，说明昆明裂腹鱼幼鱼对乐果的敏感性高于圆尾斗鱼出膜50小时鱼苗和鱼卵，低于16日龄鱼苗和成鱼，介于50小时鱼苗和成鱼之间，属高等敏感。甲氰菊酯对昆明裂腹鱼幼鱼的96 h LC50高于稀有鮈鲫鱼苗，低于鲢鱼、鲫鱼、鲤鱼及泥鳅，介于稀有鮈鲫鱼苗和鲢鱼鱼种之间，属极高等敏感。阿维菌素对昆明裂腹鱼幼鱼的安全浓度高于异育银鲫鱼苗和鲢鱼苗，低于异育银鲫鱼种和食蚊鱼，介于鲢鱼苗和异育银鲫鱼种之间，属极高等敏感。
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