氯化铵、亚硝酸钠和氯化镉对褶纹冠蚌幼蚌的急性毒理试验

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　　摘要    在水温（24.0±0.5）℃、pH值7.5±0.5、溶解氧大于5 mg/L的条件下，本文采用半静水试验方法研究了氯化铵、亚硝酸钠和氯化镉对平均体长为1.5～2.0 cm的褶纹冠蚌幼蚌的急性毒性效果。结果表明，3种试剂对幼蚌的毒性由强到弱依次为氯化镉>氯化铵>亚硝酸钠，对幼蚌96 h的半致死浓度分别为32.02、165.63、287.58 mg/L，安全浓度分别为3.20、16.56、28.76 mg/L。受到3种试剂的胁迫后，褶纹冠蚌幼蚌出现心脏活力降低、蚌壳张开或斧足露出蚌壳外等中毒症状，最后导致死亡。幼蚌死亡率与3种试剂之间存在明显的剂量效应和时间效应关系。
　　关键词    褶纹冠蚌;急性毒理;半致死浓度;安全浓度
　　中图分类号    X174        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）03-0207-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　Acute  Toxic  Effects  of  NH4Cl，NaNO2  and  CdCl2  on  Juvenile  of  Cristaria  plicata
　　CHEN Ying-ying 1    ZHAN Ming-fei 1 *    TAO Jun-jin 1    WANG Dong-dong 2    ZHU Ling-yun 1
　　（1 Anhui Shuiyun Mollusk Breeding Technology Co.，Ltd.，Wuhu Anhui 241000; 2 Wuhu Fisheries Administration Center）
　　Abstract    The acute toxicity effects of NH4Cl，NaNO2 and CdCl2 on Cristaria plicata juveniles with average body length of 1.5-2.0 cm were studied by semi-static water experimental method in this paper.The experimental water temperature was（24.0±0.5）℃，the pH value was 7.5±0.5，and the dissolved oxygen level was more than 5 mg/L.The results showed that the toxicity of three kinds of drugs on C. plicata juveniles from strong to weak in sequence was CdCl2>NH4Cl>NaNO2.The median lethal concentration of three kinds of drugs to C. plicata juveniles were 32.02，165.63，287.58 mg/L，respectively，and the safe concentration were 3.20，16.56，28.76 mg/L，respectively.After stress by three kinds of drugs，the C. plicata juveniles appeared some poisoning symptoms，such as the vitality of heart decreased，the shell was open or the axe foot was exposed outside and so on，which led to death.The C. plicata juveniles had obvious dose effect and time effect relationship between mortality rate and three kinds of drugs.
　　Key words    Cristaria plicata;acute toxicity;median lethal concentration;safe concentration
　　氨氮與亚硝酸氮是水产养殖环境中影响水产动物生长和发育的重要因子，当其浓度超标时，不仅会对养殖动物产生直接毒害，而且能诱发多种疾病[1]。因此，研究氨氮与亚硝酸氮对水产动物的毒性影响，在水产养殖方面将起到至关重要的作用。
　　双壳纲软体动物因具有高滤水速率以及较强的重金属富集能力，常被用来进行重金属水体污染生物监测研究[2]。已有研究表明，淡水生态系统中三角帆蚌[3]（Hyriopsis cumingii）、河蚬[4]（Corbicula fluminea）对模拟水环境中的重金属具有较好的重金属富集作用，包括Cd、Ag、Hg、Pb等有毒重金属。其中，镉为重金属污染物之首[5]。目前，有关褶纹冠蚌对重金属生物积累相关的研究仍鲜见报道。 　　褶纹冠蚌（Cristaria plicata）属软体动物门双壳纲蚌科，是淡水贝类的优势种群，主要营底栖生活，过滤性取食，在池塘水体净化、水产生态健康养殖方面也有着广泛的应用。同时，其可以作为水体污染评价的重要指示生物，尤其是幼蚌，对水质的变化较为敏感。本研究采用静止式受毒法，研究褶纹冠蚌幼蚌对氯化铵、亚硝酸钠、氯化镉3种试剂的中毒反应，探究3种试剂对褶纹冠蚌幼蚌的安全浓度或最佳使用量，以期筛选适合淡水水域重金属污染评价的指示生物。同时，为蚌类生物多样性保护提供参考。
　　1    材料与方法
　　1.1    试验材料
　　褶纹冠蚌采自安徽水韵软体动物繁育科技有限公司的繁育基地，挑选1.5～2.0 cm的稚蚌暂养于塑料收纳箱中，水温控制为（24.0±0.5）℃。暂养1 d后，在解剖显微镜下挑选心脏跳动较活跃、蚌长1.5～2.0 cm的褶纹冠蚌。
　　1.2    试验方法
　　试验方法参照《水和废水监测分析方法》中水生生物毒性测定法[6]。先通过预试验确定24 h 100%死亡浓度（LC100，24 h）以及96 h 0死亡浓度（LC0，96 h）。
　　根据预试验结果确定浓度区间，按照对数间距法将氯化铵和亚硝酸钠的毒理试验划分成5个梯度浓度和1个空白对照，氯化镉毒理试验划分为6个梯度浓度和1个空白对照。其中氯化铵浓度分别为0（CK）、100、250、500、1 000、2 500 mg/L;亚硝酸钠浓度分别为0 CK）、100、200、400、800、1 600 mg/L;氯化镉浓度分别为0（CK）、40、80、180、380、790、900 mg/L。每组设置2个平行，每个平行组投放10个幼蚌，且加入250 mL试验溶液，试验用水为经曝气后的自来水（水溶氧量在5 mg/L以上，pH值为7.5±0.5），将烧杯置于24 ℃恒温培养箱中进行急性毒理試验。为避免试验浓度变化，每隔24 h更换全部试验液。观察记录24、48、72、96 h蚌的活动情况及死亡个体数。
　　1.3    数据处理
　　试验数据使用SPSS 19.0处理，采用Probit回归法求出氯化铵和亚硝酸钠、氯化镉对褶纹冠蚌幼蚌24、48、72、96 h半致死浓度（LC50）及95%置信区间，安全浓度（SC）采用周永欣[7]的计算公式：
　　SC=0.1×96 h LC50。
　　2    结果与分析
　　2.1    中毒症状
　　毒理试验期间，在3种试剂的处理下，幼蚌心脏跳动频率随着浓度和时间的增加而明显降低;在氯化铵和亚硝酸钠胁迫处理下，幼蚌的死亡多表现为斧足的伸出或开壳（图 1）;而在氯化镉胁迫下，幼蚌的死亡多表现为开壳，这可能与3种试剂的毒理机制有关。随着3种试剂浓度的增加以及毒理时间的延长，幼蚌的平均死亡率随之明显升高（表1）。幼蚌与3种试剂之间存在明显的效应-剂量关系和效应-时间关系（表1）。
　　2.2    半致死浓度与安全浓度
　　褶纹冠蚌幼蚌的死亡率与3种试剂浓度和胁迫时间之间存在明显的正相关关系（表1）。利用直线内插法求出各试剂的半致死浓度LC50及各自的95%置信区间，根据计算公式估算出安全浓度。由表1可知，3种试剂对幼蚌不同时间半致死浓度LC50均随着试验时间的延长而降低。其中氯化铵的96 h半致死浓度和安全浓度分别为165.63、16.56 mg/L;亚硝酸钠分别为287.58、28.76 mg/L;氯化镉对褶纹冠蚌幼蚌96 h LC50、SC分别为32.02、3.20 mg/L。从急性毒性特征分析可知，3种药物对幼蚌的毒性由高到低依次表现为氯化镉>氯化铵>亚硝酸钠。药物安全浓度越低，说明此试剂对幼蚌的毒性越强。
　　3    结论与讨论
　　3.1    氯化铵和亚硝酸钠对褶纹冠蚌幼蚌的毒性影响
　　在水温（24.0±0.5）℃、pH值7.5±0.5、溶解氧5 mg/L的条件下，褶纹冠蚌幼蚌的死亡率与氯化铵、亚硝酸钠的浓度以及胁迫时间之间存在明显的正相关性。
　　氨氮在水体中主要以离子氨和非离子氨2种形式存在，二者可相互转化，当pH值大于7时，主要是以分子氨形式存在。分子氨具有较强的脂溶性，易穿透脂质性细胞膜，影响贝类的生命。有研究表明，分子氨进入偏顶蛤的血液中，能够抑制其血液载氧能力，从而引起偏顶蛤窒息甚至死亡。亚硝酸氮也可抑制水产贝类的血液载氧能力，养殖水体中亚硝酸氮进入水产贝类的血液，可将氧合血蓝蛋白转化为脱氧血蓝蛋白，降低血淋巴运氧能力，从而使贝类机体缺氧甚至致死[8]。
　　本研究发现，褶纹冠蚌幼蚌在氯化铵与亚硝酸钠的毒性作用下，死亡个体多表现为斧足的伸出现象，此结果可能与2种试剂对蚌类血液载氧力的抑制作用有关。另外，亚硝酸可降低体内抗氧化酶（如酚氧化酶、溶菌酶等）的活力，从而降低水产动物的免疫力，诱发多种疾病[9]。
　　实际上，自然水体中氨氮和亚硝酸氮浓度较低。但由于人工养殖过程中大量残饵、排泄物的堆积以及用于处理养殖水环境的消毒药物的定期使用，引起病原微生物被杀灭的同时，有益微生物也随之消失或减少，大量积累的氨氮硝化过程受抑制，最终导致养殖水体中氨氮和亚硝酸氮等有害物质明显增加[1]。因此，探究养殖水体中的氨氮和亚硝酸盐类物质的安全浓度，并做到科学合理地将养殖水体中的这2种物质的浓度控制在安全范围之内，将在水产养殖中起到至关重要作用。
　　3.2    氯化镉对褶纹冠蚌幼蚌的毒性影响
　　蚌类具有极高的滤水速率，通过监测蚌对水体中重金属的富集性及反应特征，如中毒症状、死亡率等，来判断水体中的重金属污染情况[10]。在氯化镉对褶纹冠蚌幼蚌的急性毒理试验中，幼蚌的死亡率随着氯化镉浓度的增加显著升高，其对幼蚌的毒性明显高于氯化铵与亚硝酸钠。这可能与氯化镉较容易在幼蚌体内产生富集作用且氯化镉的半衰期较长有关[11]。 　　沈洪艳等[12]研究了水环境中Cd和Cu对河蚬毒性效应，结果表明，河蚬对Cd的毒性反应更加灵敏。Arini等[13]研究发现，Cd在淡水河蚬组织中具有较高的持久性，其半衰期约为240 d。由于淡水蚌类具有寿命较长、易富集重金属、能释放过多重金属等优势，淡水蚌类已被有效地应用于重金属污染水体的生物修复工程中[14]。
　　目前，水环境中的Cd对蚌类的毒性研究尚匮乏。本研究可为淡水蚌类在重金属污染水体的监测与生物修复应用方面提供一定的参考。
　　4    参考文献
　　[1] 吕富，黄金田，吕林兰，等.不同盐度条件下氨氮对双齿围沙蚕的毒性研究[J].安徽农业科学，2009，37（7）：2986-2987.
　　[2] LECOEUR S，VIDEMANN B.Evaluation of metallothionein as a biomarker of single and combined Cd/Cu exposure in Dreissena polymorpha[J].Env-ironmental Research，2004，94（2）：184-191.
　　[3] 项黎新，邵健忠.三角帆蚌对水体Cr，Pb和Cd的净化与吸收[J].浙江大学学报（理学版），2002，29（5）：570-572.
　　[4] 曾丽璇，陈桂珠，余日清，等.水环境中Cd和Cu污染对监测生物河蚬积累效应的影响[J].农业环境科学学报，2004，23（5）：964-967.
　　[5] 环境保护部，国土资源部.全国土壤污染状况调查公报[J].中国环保产业，2014（5）：10-11.
　　[6] 国家环保局.水和废水监测分析方法[M].3版.北京：中国环境科学出版社，1989：517-541.
　　[7] 周永欣.水生生物与环境保护[M].北京：科学出版社，1983.
　　[8] CHENG S Y，CHEN J C.Haemocyanin oxygen affinity and the fractiona-tion of oxyhem ocyanin and deoxy hemocy anin for Penaeus monodom exposed to elevated nitrite[J].Aquat toxicol，1999，45：35-46.
　　[9] ALDERSON R.The effect of ammonia on the growth of juvenile dover sole，Sole sole and turbot，Scophthalmus maximus[J].Aquaculture，1979，17（4）：291-309.
　　[10] RAINBOW P S，PHILLIPS D J H.Cosmopolitan biomonitors of trace me-tals[J].Mar Pollut Bull，1993，26：593-601.
　　[11] FENOGLIO I，TOMATIS M，LISON D，et al.Reactivity of carbon nanot-ubes：free radical generation or scavenging activity？[J]Free Radical Bio-logy Medicine，2006，40：1227-1233.
　　[12] 沈洪艷，曹志会，张红燕，等.淡水沉积物中Cd和Cu对河蚬的毒性效应研究[J].中国环境科学，2016，36（1）：286-292.
　　[13] ARINI A，DAFFE G，GONZALEZ P，et al.Detoxification and recovery capacities of Corbicula fluminea after an industrial（Cd and Zn）：a one-year depuration experiment[J].Environmental Pollution，2014，192：74-82.
　　[14] 任淑仙.无脊椎动物学[M].北京：北京大学出版社，2007.
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