王朝暉, 鐘文聰, 廖姿蓉
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敵百蟲對兩種赤潮微藻生長的毒性效應研究
王朝暉, 鐘文聰, 廖姿蓉
(暨南大學生命科學技術(shù)學院, 水體富營養(yǎng)化與赤潮防治廣東普通高校重點實驗室, 廣東 廣州 510632)
敵百蟲是使用最為廣泛的有機磷農(nóng)藥之一, 在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要用于防治甲殼類寄生蟲。本文研究了72 h的急性暴露以及25 d的亞慢性暴露下, 敵百蟲對兩種赤潮微藻海洋卡盾藻和錐狀斯氏藻生長的影響, 以了解敵百蟲對海洋微藻的毒性及海洋初級生產(chǎn)力的影響。在急性暴露下, 高質(zhì)量濃度敵百蟲能明顯抑制兩種藻細胞的生長, 而低質(zhì)量濃度則對藻細胞的生長影響不明顯, 敵百蟲對海洋卡盾藻和錐狀斯氏藻生長的72 h EC50分別為32.1 mg/L和22.1 mg/L。在亞慢性暴露下, 兩種藻細胞對敵百蟲的敏感性相近, 高質(zhì)量濃度組(>25 mg/L)的藻細胞在暴露的第7~9天就全部死亡; <1 mg/L的低質(zhì)量濃度組, 藻細胞的生長狀況與對照組相近; 5 mg/L和10 mg/L質(zhì)量濃度組在暴露初期對藻細胞生長具有抑制作用, 但在暴露后期則明顯刺激了藻細胞的生長。本研究說明水環(huán)境背景質(zhì)量濃度下的敵百蟲不會抑制浮游植物的生長, 但施藥一段時間后, 可刺激藻細胞的生長, 從而增加了引發(fā)赤潮的風險。
敵百蟲; 海洋卡盾藻; 錐狀斯氏藻; 毒性; 生長抑制; 微藻
有機磷農(nóng)藥是一類重要的有機合成農(nóng)藥, 也是目前應用最為廣泛的廣譜高效農(nóng)藥之一。但是有機磷農(nóng)藥對其他非靶動物毒性也較高[1], 如對魚類半致死質(zhì)量濃度(LC50)通常在mg/L水平[1-2], 而對水生甲殼類的毒性則更高, 為μg/L水平[1]。而且有機磷農(nóng)藥為環(huán)境雌激素類, 可導致魚類和其他水生生物生長發(fā)育異常[3]。有機磷農(nóng)藥可以通過地表徑流進入水生態(tài)系統(tǒng), 對水生生物造成一定生態(tài)風險[4]; 近岸海域也常常能檢測出有機磷農(nóng)藥[5], 我國沿海因有機磷農(nóng)藥污染所造成的養(yǎng)殖生物死亡事件時有發(fā)生, 給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成較大危害[6]。
敵百蟲是最為常見的有機磷農(nóng)藥之一, 在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要用于殺死甲殼類寄生蟲、水生昆蟲以及寄生蠕蟲等[7]。敵百蟲對水生動物的毒性較高, 對水生甲殼類LC50一般在μg/L水平, 對魚類96h LC50值一般大于10 mg/L[8]。而敵百蟲對藻類的毒性較低, 半效應質(zhì)量濃度(EC50)一般高于100 mg/L[1, 9]。敵百蟲等農(nóng)藥可以通過食物鏈富集, 進入高營養(yǎng)級生物如浮游動物、魚類等, 從而對人類健康產(chǎn)生潛在危害[10]。目前有關敵百蟲對海洋微藻的毒性研究報道較少, 本課題組研究了敵百蟲對海洋硅藻中肋骨條藻()生長的影響, 發(fā)現(xiàn)其對敵百蟲的敏感性略高于淡水綠藻, 72h EC50為84.8 mg/L[11]。本文以我國海域常見浮游植物海洋卡盾藻()和錐狀斯氏藻()為研究對象, 研究了敵百蟲對兩種藻細胞生長的急性和亞慢性毒性, 以評估敵百蟲對海洋初級生產(chǎn)力的潛在影響, 為海洋生態(tài)系統(tǒng)保護提供科學依據(jù)。
海洋卡盾藻隸屬于針胞藻綱(Raphidophyceae) 卡盾藻屬(Biecheler)。為單細胞藻類, 細胞黃褐色到褐色, 無細胞壁。細胞長約30~50 μm, 寬約20~30 μm。海洋卡盾藻是世界上危害最為嚴重的有害赤潮原因種之一, 已在世界許多海區(qū)引發(fā)赤潮并造成養(yǎng)殖魚類的大量死亡。
錐狀斯氏藻隸屬甲藻門(Pyrrophyta)斯氏藻屬(Baleth & Loeblich), 細胞長為18~30 μm, 寬15~25 μm。細胞呈梨型, 上殼圓錐形有突起的頂端, 下殼半球形。錐狀斯氏藻是一種世界廣布性赤潮藻類, 其赤潮在世界各地海域時有發(fā)生, 在我國東南沿海廣泛分布, 同時也是我國南海重要的赤潮生物。
海洋卡盾藻和錐狀斯氏藻來自于暨南大學藻種室。實驗前, 在對數(shù)生長期反復接種3~4次, 使藻細胞達到同步生長。培養(yǎng)采用f/2培養(yǎng)基[12], 用人工海水鹽配制, 鹽度為30, pH為7.9 ±0.1。所有實驗容器和培養(yǎng)基均經(jīng)過高壓蒸汽滅菌(121℃, 30 min)。培養(yǎng)溫度為20℃, 光照強度為6 000 lx, 光暗比為L︰D = 12 h︰12 h。
藻細胞密度利用細胞密度與葉綠素熒光的關系進行計算。將對數(shù)生長期的藻細胞培養(yǎng)液稀釋成7個藻細胞密度梯度, 用葉綠素熒光儀(美國Turner Designs公司Trilogy實驗室熒光儀)測定熒光值, 并計數(shù)藻細胞數(shù)量, 得到葉綠素熒光與藻細胞數(shù)量的線性關系。其中海洋卡盾藻:=4.9015–398.83,2= 0.9994; 錐狀斯氏藻:=6.78–691,2=0.9998, 其中為細胞密度個/mL,為葉綠素熒光值。
根據(jù)預備實驗結(jié)果, 設置6個敵百蟲質(zhì)量濃度組和1個對照組, 海洋卡盾藻暴露質(zhì)量濃度為0、1、5、10、25、50、100 mg/L, 錐狀斯氏藻暴露質(zhì)量濃度為0、0.1、0.5、1、5、10、25 mg/L。
試驗在250 mL的三角瓶中進行, 加入150 mL培養(yǎng)基, 添加敵百蟲母液配制成設定質(zhì)量濃度的試驗液, 并加入到達同步生長的對數(shù)生長期藻細胞, 藻細胞初始密度為5 000 個/mL左右。每個質(zhì)量濃度設置3個平行組, 每天手動搖藻3次, 培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件同2.1。分別在0、6、12、24、48、72 h測定熒光值, 并根據(jù)細胞密度與葉綠素熒光關系換算成細胞密度。
亞慢性暴露實驗設置5個敵百蟲質(zhì)量濃度組和1個對照組, 海洋卡盾藻暴露質(zhì)量濃度為0、1、5、10、25、50 mg/L, 錐狀斯氏藻暴露質(zhì)量濃度為0、0.1、0.5、1、5、10、25 mg/L, 實驗周期為25 d, 藻細胞的初始密度為500 個/mL左右。實驗前7 d每天測定葉綠素熒光值, 8~25 d隔2 d測定葉綠素熒光值。實驗的其他設置和培養(yǎng)條件同1.3。
1.5.1 特定生長率的計算
特定生長率用以下公式進行計算:
(d–1) = (ln(N/0))/(2–1)
其中,N和0分別為2和1時的細胞數(shù)量。最大生長率(max)為特定生長率的最高值, 表示藻細胞在一定時間內(nèi)的最大分裂能力。
1.5.2 半效應質(zhì)量濃度EC50的計算
生長抑制百分率(EC)定義為抑制生長率的百分比:
EC (%) = (c–μ)/c×100
其中,c是對照組的特定生長率,μ是試驗組的特定生長率。
EC50值采用抑制百分率的概率單位——質(zhì)量濃度對數(shù)直線回歸法進行計算, 并計算EC50的95%可信限范圍。
1.5.3 統(tǒng)計與分析
所有實驗結(jié)果均為3個實驗組數(shù)據(jù)的平均值, 數(shù)據(jù)誤差線為3組數(shù)據(jù)間標準差。實驗結(jié)果采用統(tǒng)計軟件SPSS 20.0進行顯著性差異分析。
圖1A顯示了在敵百蟲急性暴露下, 海洋卡盾藻的生長狀況。在72 h的急性暴露下, 100 mg/L質(zhì)量濃度組藻細胞密度在12 h后明顯降低, 而24 h后的細胞密度僅為初始密度的一半左右, 隨后維持在此密度。其余各質(zhì)量濃度組細胞密度在接種6 h后就開始迅速增加, 24h內(nèi)均增加了一倍以上(圖1A)。72 h暴露后, ≤10 mg/L的低質(zhì)量濃度組的生長與對照組沒有明顯差別(0.05), 而≥25 mg/L的高質(zhì)量濃度則能顯著抑制海洋卡盾藻的生長(<0.05)。暴露質(zhì)量濃度越高, 對藻細胞生長的抑制程度也越高。除100 mg/L質(zhì)量濃度組的最大細胞密度出現(xiàn)在暴露后的12 h外, 其余各實驗組的最大細胞密度均出現(xiàn)在實驗結(jié)束的72 h(圖1A)。1 mg/L質(zhì)量濃度組的最大細胞密度略高于對照組(圖2A), 為對照組的105%; 5 mg/L和10 mg/L兩個質(zhì)量濃度組與對照組相近(圖2A), 這3個質(zhì)量濃度組的最大細胞密度均與對照組無明顯差別(>0.05)?!?5 mg/L的高質(zhì)量濃度組的最大細胞密度明顯低于對照組(<0.05), 僅為對照組83%、65%和27%。敵百蟲對藻細胞的最大生長率(max)影響較小, 在1~25 mg/L暴露下,max未受到明顯抑制, 其中5和10 mg/L兩個實驗組的max明顯高于對照組(0.05), 50 mg/L質(zhì)量濃度組的最大生長率受到明顯抑制(<0.05)。由于在100 mg/L質(zhì)量濃度組幾乎無生長, 暴露12 h后細胞密度持續(xù)下降, 因此最大生長率為負值, 僅為-0.17/d, 說明100 mg/L的敵百蟲能完全抑制海洋卡盾藻的生長, 導致藻細胞大量死亡。
從敵百蟲對錐狀斯氏藻的急性毒性來看(圖1B), 暴露6 h后, 細胞密度就開始迅速增加, 24 h內(nèi)各實驗組細胞密度均增加了一倍以上, ≤1 mg/L的3個質(zhì)量濃度組藻細胞生長與對照組無明顯差別(0.05), 而≥5 mg/L的敵百蟲則對藻細胞生長有明顯抑制作用(<0.05或<0.01), 并且隨著敵百蟲質(zhì)量濃度增加, 抑制作用增加。各實驗組的最大細胞密度均出現(xiàn)在實驗結(jié)束的72 h(圖1B), ≤1 mg/L的低質(zhì)量濃度組同樣與對照組無明顯差別(>0.05)(圖2B)。0.1 mg/L質(zhì)量濃度組的最大細胞密度甚至超過對照組, 為對照組的105%; 0.5 mg/L和1 mg/L質(zhì)量濃度組的最大細胞密度與對照組相近, 5 mg/L和10 mg/L質(zhì)量濃度組與對照組有明顯差別(<0.05), 但能分別達到對照組的83%和65%; 而25 mg/L質(zhì)量濃度組僅為對照組的52.8%。在實驗設置的質(zhì)量濃度范圍內(nèi), 錐狀斯氏藻在接種初期能迅速生長, 最大特定生長率達到0.78~ 1.06/d(圖3B), 而且均出現(xiàn)在接種后的24 h。敵百蟲對錐狀斯氏藻的最大特定生長率影響較小, ≥10 mg/L高質(zhì)量濃度組的最大生長率明顯低于對照組(< 0.05), 其余各質(zhì)量濃度組均與對照組無明顯差別(> 0.05), 而0.5 mg/L和1 mg/L組的最大生長率還超過了對照組(圖3B)。
利用概率單位——直線回歸法計算, 得出敵百蟲對海洋卡盾藻生長的72 h EC50為32.1 mg/L, 對錐狀斯氏藻生長的72 h EC50為22.1 mg/L。
圖1 72h急性暴露下敵百蟲對海洋卡盾藻(A)和錐狀斯氏藻(B)生長的影響
圖2 敵百蟲暴露72h后海洋卡盾藻(A)和錐狀斯氏藻(B)的最大細胞密度
在25 d亞慢性試驗中(圖4A), ≤10 mg/L低質(zhì)量濃度組的海洋卡盾藻和對照組藻細胞在第2天立即進入對數(shù)生長期, 而在敵百蟲暴露下藻細胞的生長速度明顯低于對照組(0.05)。在暴露前11 d, 1 mg/L質(zhì)量濃度組藻細胞的生長趨勢與對照組相近, 細胞密度略低于對照組; 11 d后對照組細胞密度迅速下降, 而1mg/L質(zhì)量濃度組細胞密度經(jīng)歷了下降期后, 在第17~23天尚出現(xiàn)一段時間的緩慢增長的平臺期, 隨后細胞密度迅速下降。5 mg/L和10 mg/L兩個質(zhì)量濃度組藻細胞生長趨勢相近, 細胞密度經(jīng)過5~7 d的緩慢上升期后, 在第7~17天細胞密度快速上升, 至暴露的第15~17天達到細胞密度最高峰, 然后細胞密度快速下降。相對來說, 10 mg/L質(zhì)量濃度組的藻細胞比5 mg/L質(zhì)量濃度組生長時期略為推遲, 細胞密度較低, 穩(wěn)定生長時間更長。從低質(zhì)量濃度組的亞慢性暴露結(jié)果來看, ≤10 mg/L使海洋卡盾藻生長的遲滯期延長, 到達最大細胞密度的時間也相應延后。25 mg/L 和50 mg/L兩個質(zhì)量濃度組, 細胞密度在暴露初期略有增長, 但在暴露的第9~11 天細胞已經(jīng)全部死亡, 無活體葉綠素熒光值。雖然在亞慢性暴露實驗中, 藻細胞的初始密度僅為急性暴露的10%, 但最大細胞密度與急性暴露相近, 甚至略高于急性暴露, 為30 000個/mL左右。從最大細胞密度來看(圖5A), 5 mg/L和10 mg/L質(zhì)量濃度組均高于對照組, 分別為對照組的124%和115%; 1 mg/L質(zhì)量濃度組略低于對照組, 為對照組的91%; 而25 mg/L和50 mg/L兩個組, 僅在暴露初期細胞略有增長, 隨后細胞密度急劇下降, 并全部死亡, 最大細胞密度僅與初始接種密度相近。
圖3 敵百蟲暴露72h后海洋卡盾藻(A)和錐狀斯氏藻(B)的最大特定生長率
錐狀斯氏藻在敵百蟲的慢性暴露下(圖4B), ≤1 mg/L的4個質(zhì)量濃度組以及對照組在接種后第1~2 天即進入對數(shù)生長, 而且生長趨勢與對照組相近, 雖然細胞密度均小于對照組, 但不存在明顯差異(> 0.05)。5 mg/L 實驗組藻細胞經(jīng)歷了6 d的遲滯期后, 第7 天細胞密度快速增長, 至第11 天細胞密度與對照組相近。10 mg/L質(zhì)量濃度組的生長在前23 d的暴露中, 細胞密度明顯低于對照組和低質(zhì)量濃度組(<0.05或0.01), 但在第25天, 該實驗組藻細胞仍保持一定生長速度。與海洋卡盾藻相似, 25 mg/L質(zhì)量濃度組錐狀斯氏藻細胞密度僅在第2天略有增長, 在暴露的第7天藻細胞全部死亡。所有實驗組的最大細胞密度均小于對照組, 但是除25 mg/L質(zhì)量濃度組外, 可以達到對照組的90%以上(圖5B), 與對照組無明顯差別。
圖4 25 d亞慢性暴露下敵百蟲對海洋卡盾藻(A)和錐狀斯氏藻(B)生長的影響
本研究是使用一次性培養(yǎng), 而且在較小的三角瓶中進行實驗, 實驗時間長達25 d。因此, 實驗條件尚不能與自然海區(qū)的環(huán)境條件相吻合, 可能也會造成一定的瓶效應。本研究采用歐盟和美國國家環(huán)保署藻類生長抑制試驗(Algal Growth Inhibition Test)標準方法, 實驗結(jié)果可反映浮游藻類對敵百蟲的敏感, 得到的EC50值可用于實驗室之間浮游藻類對污染物敏感性的比較。
圖5 敵百蟲暴露25d后海洋卡盾藻(A)和錐狀斯氏藻(B)的最大細胞密度
敵百蟲對海洋微藻的毒性屬于低毒等級[1, 9], 對浮游藻類的毒性明顯低于甲殼類和魚類[1]。本研究中敵百蟲對海洋卡盾藻和錐狀斯氏藻72h EC50分別為32.1和22.1 mg/L, 屬于低毒級別。但是本研究中的兩種海洋微藻對敵百蟲的敏感性較其他藻類高, 如敵百蟲對羊角月牙藻96h EC50為274.5 mg/L[2], 對斜生柵藻96h EC50為86.03 mg/L[13], 對杜氏鹽藻10 d EC50為179 mg/L[9], 對中肋骨條藻72 h EC50為84.8 mg/L[11]。
在急性暴露實驗中, 雖然高質(zhì)量濃度敵百蟲能明顯抑制兩種藻細胞的生長, 但僅在100mg/L質(zhì)量濃度組的卡盾藻細胞密度低于初始細胞密度(圖1)。在亞慢性暴露下, 25mg/L以上質(zhì)量濃度組的海洋卡盾藻和錐狀斯氏藻細胞在暴露的第7~9天就全部死亡(圖4)。在急性暴露實驗中, 藻細胞密度較高, 是亞慢性暴露的10倍, 雖然實驗液中農(nóng)藥的質(zhì)量濃度一樣, 但是由于細胞密度的不同, 單位細胞承受農(nóng)藥的量有所差異, 因而對農(nóng)藥的抵抗能力也有所不同。此外, 在亞慢性暴露實驗中, 在暴露的前4 d, 細胞密度也出現(xiàn)了一定程度的增長, 只是在暴露后的5~9 d細胞密度急劇下降, 最后全部死亡。由于敵百蟲在堿性條件下容易水解成毒性更高的敵敵畏[14], 敵敵畏的產(chǎn)生可能對藻細胞造成更大的傷害。此外, 有研究報道在敵百蟲暴露下, 杜氏鹽藻細胞破裂, 內(nèi)含物溶出, 而且細胞受損程度和比例隨著質(zhì)量濃度的增加以及暴露時間的延長增加[7], 同時敵百蟲暴露也會使藻細胞蛋白質(zhì)含量下降, 酶活性降低[14], 從而導致了藻細胞的死亡。
低質(zhì)量濃度的敵百蟲在72 h內(nèi)對藻細胞的生長沒有明顯刺激作用; 而長時間的亞慢性暴露中后期, 中等質(zhì)量濃度組(5 mg/L和10 mg/L)對藻細胞的生長具有明顯促進作用, 但是敵百蟲質(zhì)量濃度越高, 藻細胞的遲滯生長期也越長。這是因為在暴露的初始階段, 敵百蟲對藻細胞具有一定毒害作用, 但是隨著暴露時間的延長, 敵百蟲及其水解產(chǎn)物敵敵畏發(fā)生了降解, 農(nóng)藥質(zhì)量濃度降低, 藻細胞恢復生長。敵百蟲在pH為7.7~8的海水中的半衰期為2.5~6.3 d, 降解產(chǎn)物主要為敵敵畏, 完全降解時間為10 d左右[15-16]; 而敵敵畏能水解成磷酸氫二甲酯和二氯乙醛, 在25℃水體中的半衰期為43.9 h[16]。敵百蟲的降解產(chǎn)物磷酸氫二甲酯進一步水解成磷酸鹽, 可作為微藻生長的營養(yǎng)鹽, 從而促進了藻細胞生長。此外, 暴露后期藻細胞的超補償生長也是中等質(zhì)量濃度組藻細胞在暴露后期生長加速的重要原因。超補償生長是藻類受到低劑量脅迫或者脅迫消除后的普遍現(xiàn)象, 研究表明銅綠微囊藻在光脅迫下能超補償生長[17], 而中肋骨條藻在擬除蟲菊酯農(nóng)藥的脅迫下也能進行超補償生長[18]。但是≥25 mg/L的敵百蟲超過了藻細胞的耐受極限, 在暴露初期就完全抑制藻細胞生長, 并導致藻細胞大量死亡(圖4)。
敵百蟲水溶性較強, 脂水分配系數(shù)為 0.43, 對生物的生物濃縮系數(shù)(BCF)也較低, 如對巴西巨脂鯉()的BCF值僅為0.41[15]。一般認為敵百蟲較容易水解, 在中性與堿性條件下, 首先水解為敵敵畏和氯化氫, 敵敵畏再進一步水解為磷酸氫二甲酯和二氯乙醛[16]。因此, 實驗液中敵百蟲的質(zhì)量濃度會隨暴露時間的延長而下降, 本實驗設置的質(zhì)量濃度僅為初始暴露質(zhì)量濃度, 不能反映藻細胞持續(xù)暴露的農(nóng)藥質(zhì)量濃度。但是, 這種一次性、高質(zhì)量濃度暴露與實際應用中的敵百蟲施藥狀況相似, 而本研究中敵百蟲暴露25 d后, 敵百蟲對海洋卡盾藻毒性的降低以及藻細胞的超補償生長也反映了一次性施藥過后敵百蟲對浮游植物的生態(tài)毒理學效應。
由于敵百蟲等有機磷農(nóng)藥在環(huán)境中較易降解, 自然海水中有機磷農(nóng)藥含量較低。萊州灣敵百蟲的含量在0.2~45.2 ng/L[19], 珠江口有機磷農(nóng)藥質(zhì)量濃度為134.8~354.6 ng/L[20], 環(huán)境中敵百蟲質(zhì)量濃度遠遠低于其對藻類的毒性質(zhì)量濃度。由此可見, 環(huán)境中敵百蟲并不會對藻類的生長產(chǎn)生抑制作用。但是磷是藻類生長最重要的元素, 有機磷農(nóng)藥的施用, 能增加水體中磷含量, 導致海洋浮游植物結(jié)構(gòu)的變化。一般來說, 水體中磷含量的增加, 更有利于有毒鞭毛藻類藻華發(fā)生[21]。此外, 由于浮游動物對有機磷農(nóng)藥的敏感性較高, 可能會由于浮游動物數(shù)量減少或者群落結(jié)構(gòu)的改變, 從而對浮游植物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響[22]。本研究中的亞慢性暴露與自然施藥過程相近, 因此即使在一次性施藥導致農(nóng)藥瞬間質(zhì)量濃度較高的情況下, 藻細胞的生長仍能在施藥后期恢復甚至出現(xiàn)超補償現(xiàn)象。鑒于實驗藻種均為重要的有毒有害赤潮藻類, 敵百蟲等有機磷農(nóng)藥可能會刺激這些浮游植物的生長, 從而增加引發(fā)某些赤潮的風險。
[1] Coelho S, Oliveira R, Pereira S, et al. Assessing lethal and sub-lethal effects of trichlorfon on different trophic levels[J]. Aquatic Toxicology, 2011, 103: 191-198.
[2] Venturini F P, Moraes F D, Cortella L R X, et al. Metabolic effects of trichlorfon (Masoten (R)) on the neotropical freshwater fish pacu () [J]. Fish Physiology and Biochemistry, 2015, 41(1): 299-309.
[3] 王汝平, 王軍, 孫長青, 等. 有機磷農(nóng)藥類雌/抗雄激素效應研究進展[J]. 海洋科學, 2014, 38(12): 128-135. Wang Rongping, Wang Jun, Sun Changqing, et al. Research progress of estrogenic/anti-androgenic activity induced by organophosphorus pesticides[J]. Marine Sciences, 2014, 38(12): 128-135.
[4] 雷昌文, 曹瑩, 周騰耀, 等. 太湖水體中5種有機磷農(nóng)藥混合物生態(tài)風險評價[J]. 生態(tài)毒理學報, 2013, 8(6): 937-944.Lei Changwen, Cao Ying, Zhou Tengyao, et al. Ecological risk assessment of five organophosphorus pesticides mixture in Taihu Lake[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2013, 8(6): 937-944.
[5] 白紅妍, 韓彬, 孫丕喜, 等. 桑溝灣水體及沉積物中有機磷農(nóng)殘時空分布特征[J]. 海洋科學, 2013, 37(1): 54-61. Bai Hongyan, Han Bin, Sun Pixi, et al. Temporal and spatial distributions of Organophosphorus pesticides in the seawater and sediment of SanggouBay[J]. Marine Sciences, 2013, 37(1): 54-61.
[6] 唐學璽, 徐家英, 李永祺. 有機磷農(nóng)藥對海洋微藻致毒性的生物學研究Ⅳ. 對硫磷對4種海洋微藻的毒性效應[J]. 海洋環(huán)境科學, 1998, 17(1): 1-5, 10. Tang Xuexi, Xu Jiaying, Li Yongqi. Biological study on the toxicity of organophosphorus pesticide to microalgae Ⅵ. Toxicity effect of parathion on four kinds of marine micro algae[J]. Marine Environmental Science, 1998, 17(1): 1-5, 10.
[7] 黃國強, 李德尚, 董雙林. 敵百蟲對蝦池生物的毒性[J].海洋科學, 2003, 27(10): 6-9.Huang Guoqiang, Li Deshang, Dong Shuanlin. Toxicity of dipterex on organisms in shrimp ponds[J]. Marine Sciences, 2003, 27(10): 6-9.
[8] 馬瑜, 李勃, 張育輝. 敵百蟲對中國林蛙蝌蚪生長發(fā)育的毒性效應[J]. 生態(tài)毒理學報, 2014, 9(3): 531- 537. Ma Yu, Li Bo, Zhang Yuhui. Toxicity effect of trichlorfon on the growth and development of tadpoles[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2014, 9(3): 531-537.
[9] Chen H, Jiang J G. Toxic effects of chemical pesticides (trichlorfon and dimehypo) on[J]. Chemosphere, 2011, 84: 664-670.
[10] Jonsson C M, Paraiba L C, Mendoza M T, et al. Bioconcentration of the insecticide pyridaphenthion by the green algae[J]. Chemosphere, 2001, 43: 321-325.
[11] 梁菊芳, 王朝暉, 林朗聰. 敵百蟲對中肋骨條藻生長的影響[J]. 生態(tài)科學, 2013, 32(2): 230-234.Liang Jufang, Wang Zhaohui, Lin Langcong. Effects of trichlorfon on the growth of marine microalga[J]. Ecologic Science, 2013, 32(2): 230- 234.
[12] Guillard R R L. Division rates[C]//Stein. Handbook of Phycological Methods. Cambridge, Cambridge University Press, 1973: 289-312.
[13] 刁樹林. 藻類急性毒性監(jiān)測中參比毒物的研究[J]. 環(huán)境科學與管理, 2007, 32(9): 138-141. Diao Shulin. The research of senate compares poison in the algae acute toxicity monitor[J]. Environmental Science and Management, 2007, 32(9): 138-141.
[14] Fathi A A. Some metabolic activities in the green algaas affected by the insecticide trichlorfon[J]. Protistology, 2003, 3(2): 92-98.
[15] Lopes R B, Paraiba L C, Ceccarelli P S, et al. Biocon-centration of trichlorfon insecticide in pacu ()[J]. Chemosphere, 2006, 64: 56-62.
[16] Samuelsen O B. Aeration rate, pH and temperature effects on the degradation of trichlorfon to DDVP and half-life lives of trichlorfon and DDVP in seawater[J]. Aquaculture, 1987, 66: 373-380.
[17] 畢相東, 張樹林, 張鵬. 銅綠微囊藻在光限制脅迫下的超補償生長響應[J]. 水生態(tài)學雜志, 2011, 32(1): 94-98.Bi Xiangdong, Zhang Shulin, Zhang Peng. Over-compen-satory growth ofresponse to the dtress of light limitation[J]. Journal of Hydroecology, 2011, 32(1): 94-98.
[18] Wang Z H, Yang Y F, Yue W J, et al. The growth behavior of three marine phytoplankton species in the presence of commercial cypermethrin[J]. Ecotoxicology Environment Safety, 2010, 73: 1408-1414.
[19] 王凌, 黎先春, 殷月芬, 等. 萊州灣水體中有機磷農(nóng)藥的殘留監(jiān)測與風險影響評價[J]. 安全與環(huán)境學報, 2007, 7(3): 82-85. Wang Ling, Li Xianchun, Yin Yuefen, et al. Organophosphate pesticide residue monitoring and risk assessment in the sea-water from Laizhou Bay[J]. Journal of Safety and Environment, 2007, 7(3): 82-85.
[20] 吳妹英. 鰻魚養(yǎng)殖常用藥物對銅綠微囊藻繁殖的影響[J]. 福建水產(chǎn), 2009, 12(4): 15-21. Wu Meiying. The effects of common pesticide in eel culture on the growth of[J]. Journal of Fujian Fisheries, 2009, 12(4): 15-21.
[21] Sharpley A, Wang X Y. Managing agricultural phosphorus for water quality: Lessons from the USA and China[J]. Journal of Environmental Sciences-China, 2014, 26(9): 1770-1782.
[22] Hanazato T, Kasai F. Effects of the organophosphorus insecticide fenthion on phyto-and zooplankton commu-nities in experimental ponds[J]. Environment Pollution, 1995, 88: 293-298.
(本文編輯: 梁德海)
Toxic effects of trichlorfon on the growth of two microalgae,and
WANG Zhao-hui, ZHONG Wen-cong, LIAO Zi-rong
(College of Life Science and Technology, Key Laboratory of Eutrophication and Red Tide Prevention of Guangdong Higher Education Institutes, Jinan University, Guangzhou 510632, China)
Trichlorfon is an important organophosphate insecticide and has been widely used for treating various parasitic infestations in aquaculture. This study analyzed the effects of trichlorfon on the growth ofandthrough 72-h and 25-d growth tests. The aim was to estimate the toxic effects of trichlorfon on marine phytoplankton. Results showed that high concentrations of trichlorfon significantly inhibited the growth of both microalgae in the 72-h test. However, low concentrations had no significant influence on the growth of the microalgae. The 72-h EC50values of trichlorfon forandwere 32.1 and 22.1 mg/L,respectively. In the 25-d test, the algal cells were not able to survive at trichlorfon concentrations >25 mg/L after ~7- to 9-d exposure, while the growth under 1 mg/L was comparable with that of the control. At moderate concentrations (5 and 10 mg/L), the growth was enhanced during the late period of exposure in the 25-d test. These results suggest that background concentrations of trichlorfon in aquatic environments would not inhibit the growth of phytoplankton; however, the growth might be stimulated after a period of application, which might thus increase the risk of algal blooms.
trichlorfon;;; toxicity; growth inhibition; microalgae
Jan. 6, 2017
X55; Q81
A
1000-3096(2017)10-0102-07
10.11759/hykx20170426001
2017-01-06;
2017-06-12
國家自然科學基金項目 (41476132)
[National Natural Science Foundation of China, No. 41476132]
王朝暉(1968-), 女, 教授, 研究方向為海洋生態(tài)毒理學, 電話: 020-85225100; E-mail: twzh@jnu.edu.cn