聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對真鯛的急性毒性和安全性評價

鄭盛華　楊妙峰　鄭惠東　席英玉　許貽斌　陳宇鋒　姜雙城　鐘碩良　羅冬蓮

摘要 [目的]研究聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對真鯛的急性毒性效應(yīng)和安全濃度。[方法]采用靜水式換水補藥方法，研究聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對真鯛的急性毒性，并進行安全性評價。[結(jié)果]在水溫（20.4±0.3）℃下，聯(lián)苯菊酯對真鯛的24 h LC50、48 h LC50、72 h LC50和96 h LC50分別為2.50、1.36、0.96、0.84 μg/L，安全濃度為0.12 μg/L；醚菊酯對真鯛的24 h LC50、48 h LC50、72 h LC50和96 h LC50分別為17.80、281、1.04、0.54 mg/L，安全濃度為0.02 mg/L。聯(lián)苯菊酯對真鯛為劇毒物質(zhì)，醚菊酯為高毒物質(zhì)。聯(lián)苯菊酯對真鯛的毒性大于醚菊酯。[結(jié)論]作為魚藥使用時，應(yīng)特別注意聯(lián)苯菊酯的用藥濃度和時間。

關(guān)鍵詞 聯(lián)苯菊酯；醚菊酯；真鯛；急性毒性

中圖分類號 S949 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）29-0086-03

Acute Toxicity and Safety Evaluation of Bifenthrin and Ethofenprox on Pagrosomus major

ZHENG Shenghua，YANG Miaofeng，ZHENG Huidong et al

（Key Laboratory of Cultivation and Highvalue Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，F(xiàn)ujian Collaborative Innovation Center for Exploitation and Utilization of Marine Biological Resources，F(xiàn)isheries Research Institute of Fujian，Xiamen，F(xiàn)ujian 361013）

Abstract [Objective]To study the acute toxicity effect and safe concentration of bifenthrin and ethofenprox to Pagrosomus major.[Method]The acute toxicity of bifenthrin and ethofenprox on P.major was studied by semistatic bioassay test，and their safety evaluation was made.[Result]At water temperature of （20.4±0.3）℃，24 h LC50，48 h LC50，72 h LC50 and 96 h LC50 values of bifenthrin on P.major were 2.50，1.36，0.96 and 0.84 μg/L，respectively，and those of ethofenprox on P.major were 17.80，2.81，1.04，0.54 mg/L，respectively.The safe concentrations （SC） of bifenthrin and ethofenprox on P.major were estimated as 0.12 μg/L and 0.02 mg/L，respectively.Bifenthrin and ethofenprox belonged to extremely high toxicity grade and high toxicity grade on P.major， respectively.[Conclusion]When bifenthrin was used for fishery drugs，its dose and duration should be cautiously adjusted.

Key words Bifenthrin； Ethofenprox；Pagrosomus major；Acute toxicity

基金項目 福建省海洋與漁業(yè)廳重點項目（閩海漁〔2010〕1-02號）。

作者簡介 鄭盛華（1980—），男，福建沙縣人，助理研究員，博士，從事海洋與漁業(yè)環(huán)境生態(tài)研究。

收稿日期 2017-07-31

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥因其高效、低毒、殘留少、易于降解等特性，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)害蟲、衛(wèi)生害蟲防治及糧食貯藏。近年來，為消除灘涂等養(yǎng)殖場所敵害生物，擬除蟲菊酯殺蟲劑也被用于漁業(yè)生產(chǎn)。由于未能掌握不同種類的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對不同種類、不同規(guī)格的水產(chǎn)養(yǎng)殖生物的毒性和安全用量，在使用過程中毒殺廢水?dāng)U散至鄰近海域魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)，造成網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類發(fā)生大量死亡的事件時有發(fā)生。目前，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對海水養(yǎng)殖魚類的安全性評價已引起人們廣泛重視。因此，開展擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對魚類的毒性研究，并進行安全性評價已迫在眉睫。國內(nèi)外已開展溴氰菊酯、氯氰菊酯等擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對淡水魚類的急性毒性試驗[1-7]，并對藥物脅迫下酶活性及病理學(xué)進行研究[8-9]，而聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對海水魚類的急性毒性研究鮮有報道。

真鯛（Pagrosomus major）屬鱸形目鯛科，是我國主要海水名貴經(jīng)濟魚類之一，由于人工育苗和網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)的成熟，目前已成為海水養(yǎng)殖的重點品種之一[10]。筆者以真鯛為試驗對象，研究不含α-氰基、對水生生物毒性較低的Ⅰ型擬除蟲菊酯類農(nóng)藥聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對真鯛的急性毒性效應(yīng)和安全濃度，旨在為今后養(yǎng)殖戶使用菊酯類農(nóng)藥防治魚鲺病等魚類寄生蟲疾病提供指導(dǎo)，為擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險評價提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

漁藥用聯(lián)苯菊酯（有效成分為25 g/L乳油）和醚菊酯（有效成分為100 g/L懸浮劑），分別購自江蘇皇馬農(nóng)化有限公司和廣州植物龍生物技術(shù)有限公司。根據(jù)實際生產(chǎn)使用情況，試驗藥液按照農(nóng)藥的有效成分用純水配制成母液，然后根據(jù)試驗梯度稀釋成不同的試驗藥液，試驗開始后均勻潑灑在試驗池中，并記錄投藥時間。

真鯛來自漳州市龍海梧嶼網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)，平均體長（15.8±2.1） cm，平均體質(zhì)量（132.4±18.3） g。正式試驗前，在水溫（19.9±0.4）℃下，暫養(yǎng)于25 m3水體的室內(nèi)水泥池，暫養(yǎng)時間為7 d，暫養(yǎng)密度為10 尾/m3。自然死亡率低于2%。每天投喂海水魚類配合飼料， 投喂量約為80 g/（kg ·d） 。試驗開始前24 h停止喂食，試驗期間不喂食。試驗前1 d隨機挑選10尾健康試驗真鯛轉(zhuǎn)至各個試驗池（1 m3水體），待其第2天適應(yīng)試驗池后開始急性毒性試驗。

試驗用水為砂濾海水，其理化指標如下：pH（8.13±0.01），鹽度（26.4±0.3），水溫（20.4±0.3）℃，溶解氧含量（5.98±0.48）mg/L（微充氣）。

1.2 試驗方法

按魚藥毒性試驗標準方法進行[11]。按預(yù)備試驗確定的濃度范圍（真鯛全部死亡的最低濃度與全部不死亡的最高濃度），設(shè)置6個濃度進行正式試驗，每個試驗濃度設(shè)置平行組，空白對照為不含試驗漁藥的自然組。試驗時間為96 h，采用靜水式換水補藥方法，每24 h更換1次試驗液。試驗開始后，前6 h連續(xù)觀察并記錄真鯛的平衡、游動、呼吸等中毒癥狀和死亡情況，此后每天記錄2次，并及時清理死亡真鯛。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用概率單位-濃度對數(shù)直線回歸法計算24、48、72、96 h半致死濃度（LC50），并計算LC50的95%可信限范圍，結(jié)果以24 h LC50、48 h LC50、72 h LC50、96 h LC50表示。按照以下公式計算

安全質(zhì)量濃度（Safe concentration，SC）：SC=48 h LC50×0.3/（24 h LC50/48 h LC50）2。

2 結(jié)果與分析

2.1 聯(lián)苯菊酯對真鯛的急性毒性

在試驗期間，真鯛在不同濃度聯(lián)苯菊酯藥液中的死亡率見表1。真鯛暴露于低濃度（0.70 μg/L）的聯(lián)苯菊酯中，試驗初期，真鯛集群游動，與對照組真鯛的活動狀況相似，無異常行為；48 h后，少數(shù)魚出現(xiàn)側(cè)翻等輕微中毒癥狀；暴露72 h后，約15%的真鯛出現(xiàn)死亡。真鯛暴露于中等濃度（1.85 μg/L）的聯(lián)苯菊酯中，2 h后約10%的真鯛出現(xiàn)急躁、翻滾、上串下跳、突然狂游等癥狀，隨后身體逐漸失去平衡，側(cè)翻于池底；6～12 h后，真鯛開始出現(xiàn)死亡，死亡率為10%～15%；24 h后，真鯛的死亡率達25%，隨著暴露時間的延長，真鯛的死亡率逐漸上升。真鯛暴露于高濃度（3.50 μg/L）的聯(lián)苯菊酯中，2～3 h后，集群現(xiàn)象消失，20%的真鯛出現(xiàn)急躁不安，呼吸頻率加快，急促甩頭，鰓蓋、口張開，翻滾、上串下跳、撞壁、突然狂游等癥狀，然后身體失去平衡，側(cè)翻于池底，并出現(xiàn)身體扭曲、痙攣現(xiàn)象，對外界刺激反應(yīng)也變得比較遲鈍，直至死亡；暴露6 h后，真鯛開始出現(xiàn)死亡，死亡率約20%；此后陸續(xù)出現(xiàn)死亡，24 h后死亡率高達75%。由此可見，在受試聯(lián)苯菊酯濃度范圍內(nèi)，真鯛的死亡率隨著藥液濃度的升高和受試時間的延長而增加，聯(lián)苯菊酯對真鯛的急性毒性具有明顯的濃度效應(yīng)和時間效應(yīng)。

根據(jù)試驗過程中各試驗組真鯛的死亡率（表1），計算出聯(lián)苯菊酯24、48、72和96 h半致死濃度（LC50）。由表2可知，聯(lián)苯菊酯對真鯛的24、48、72和96 h半致死濃度（LC50）分別為2.50、1.36、0.96和0.84 μg/L，聯(lián)苯菊酯對真鯛的安全濃度（SC）為0.12 μg/L。

2.2 醚菊酯對真鯛的急性毒性

在試驗期間，不同濃度的醚菊酯對真鯛的死亡率見表3。真鯛暴露于低濃度（0.20 mg/L）的醚菊酯中，真鯛集群游動，與對照組真鯛的活動狀況相似，無異常行為；暴露72 h后，約15%的真鯛出現(xiàn)死亡。真鯛暴露于中等濃度（4.80 mg/L） 醚菊酯中，前期的中毒癥狀較輕；12 h后少數(shù)魚出現(xiàn)急躁、呼吸急促、側(cè)翻的癥狀；24 h后，真鯛的死亡率僅為10%，但36 h后真鯛的死亡率迅速上升，48 h后死亡率高達65%。真鯛暴露于高濃度（4000 mg/L）醚菊酯中，中毒較為緩慢，12 h后約有20%的真鯛出現(xiàn)急躁、呼吸急促、狂游、側(cè)翻現(xiàn)象；18 h后開始出現(xiàn)死亡，死亡率約40%；隨后陸續(xù)出現(xiàn)死亡，24 h后死亡率達90%。由此可見，當(dāng)醚菊酯濃度為0.20～40.00 mg/L時，真鯛的平均死亡率隨著醚菊酯濃度的升高和暴露時間的延長而增加，具有明顯的濃度效應(yīng)和時間效應(yīng)。

根據(jù)試驗過程中各試驗組真鯛的死亡率（表3），計算出醚菊酯24、48、72和96 h半致死濃度（LC50）。由表4可知，醚菊酯對真鯛的24、48、72和96 h半致死濃度（LC50）分別為17.80、2.81、1.04和0.54 mg/L，醚菊酯對真鯛的安全濃度（SC）為0.02 mg/L。

3 討論

3.1 2種農(nóng)藥對真鯛的急性毒性

國內(nèi)外關(guān)于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對魚類的急性毒性已有較多的研究報道，但主要集中于淡水魚類。王朝暉等[1]、Ural等[3]、林崗等[5]、張新鋮等[6]、蔣金花等[12]研究了菊酯類農(nóng)藥對不同規(guī)格、不同種類的淡水魚類稀有鮈鯽、虹鱒魚、花鰻鱺、美洲鰣和斑馬魚等的毒性及其半致死濃度和安全濃度。其中，溴氰菊酯對稀有鮈鯽、虹鱒魚、花鰻鱺和美洲鰣等淡水魚的96 h LC50分別為316、0.70、7.67、0.23 μg/L；氰戊菊酯對稀有鮈鯽、 斑馬魚幼魚和斑馬魚成魚的96 h LC50 分別為7.35、2.77和3.45 μg/L 。該研究結(jié)果表明，聯(lián)苯菊酯和醚菊酯對真鯛的96 h LC50分別為0.84 μg/L和0.54 mg/L，其中聯(lián)苯菊酯對真鯛的96 h LC50與溴氰菊酯、氰戊菊酯等農(nóng)藥對稀有鮈鯽、花鰻鱺、美洲鰣和斑馬魚等淡水魚的96h LC50值較為接近，這與試驗生物的種類、大小、試驗條件以及菊酯類農(nóng)藥的有效成分含量等有關(guān)； 醚菊酯對真鯛的96 h LC50均大于聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯等其他擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對淡水魚的96 h LC50，這與幾種農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)[13]。

根據(jù)化學(xué)物對魚類毒性等級評價標準[14]，若96 h LC50小于0.1 mg/L，為劇毒；若96 h LC50為0.1～1.0 mg/L，則為高毒；若96 h LC50為1.0～10.0 mg/L，為中毒；若96 h LC50大于10.0 mg/L，則為低毒。在試驗溫度下（20 ℃），聯(lián)苯菊酯對于真鯛為劇毒藥物；醚菊酯對于真鯛為高毒藥物。該試驗結(jié)果表明，聯(lián)苯菊酯對真鯛的毒性大于醚菊酯，因此在使用聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥防治魚病時需非常謹慎。醚菊酯農(nóng)藥為懸浮劑，對魚類的毒性遠不及聯(lián)苯菊酯等菊酯類農(nóng)藥，其24 h內(nèi)對真鯛的毒性較低，24 h LC50為17.80 mg/L，因此使用醚菊酯來防治魚病較為安全，但24 h后其毒性會釋放出來，在較低的濃度下（0.58 mg/L）亦會導(dǎo)致真鯛大量死亡。

3.2 2種農(nóng)藥對真鯛的中毒癥狀

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥表現(xiàn)為一種神經(jīng)毒劑，其作用機理是干擾魚體的神經(jīng)系統(tǒng)，破壞鰓組織和肝臟組織，致其體內(nèi)離子失衡，并影響魚體正常生理功能，最終導(dǎo)致死亡[15-16]。該試驗中，真鯛在聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥急性脅迫下，中毒癥狀非常激烈，表現(xiàn)出急躁、呼吸困難（急促甩頭、鰓蓋張開、口張開）、翻滾、上串下跳、突然狂游等癥狀；然后，身體失去平衡、側(cè)翻于池底，身體扭曲、痙攣，這是神經(jīng)性中毒的典型表現(xiàn)。該試驗發(fā)現(xiàn)，即使經(jīng)認定死亡的魚，解剖后發(fā)現(xiàn)其心臟仍在跳動，而且持續(xù)時間長達4 h。這是因為魚急性中毒后腦、眼、肌、鰭等均已無反應(yīng)，出現(xiàn)“腦死亡”。但心肌的自律性是肌源性的，而不是神經(jīng)源性的，因此中毒剛死亡的魚，在神經(jīng)被抑制的情況下其心臟仍能持續(xù)跳動一段時間。由此可見，菊酯類農(nóng)藥對魚類的急性毒性主要表現(xiàn)為神經(jīng)性抑制。研究表明，多種淡水魚類（如胭脂魚[17]、孔雀魚與月光魚[18]等）暴露在一定劑量的擬除蟲菊酯類藥液中表現(xiàn)出急躁、狂游、撞壁、抽搐等典型的神經(jīng)中毒癥狀，與該試驗結(jié)果相一致。真鯛在醚菊酯農(nóng)藥急性脅迫下，僅部分魚體出現(xiàn)呼吸困難、側(cè)翻等癥狀，但中毒癥狀表現(xiàn)不激烈，這與真鯛、孔雀魚、胭脂魚等在溴氰菊酯、聯(lián)苯菊酯等菊酯類農(nóng)藥急性脅迫下的中毒癥狀明顯不同，主要表現(xiàn)為毒性級別上的差異。

4 結(jié)論

（1）聯(lián)苯菊酯對于真鯛為劇毒藥物，醚菊酯對于真鯛為高毒藥物；聯(lián)苯菊酯對真鯛的毒性大于醚菊酯；2種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對真鯛死亡率都具有明顯的濃度-時間效應(yīng)。

（2）2種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對真鯛的中毒癥狀均表現(xiàn)為神經(jīng)中毒癥狀，由于毒性級別上的差別，2種藥物對真鯛的中毒癥狀明顯不同。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年

參考文獻

[1]

王朝暉，尹伊偉，許忠能，等.8種擬除蟲菊酯農(nóng)藥對稀有鮈鯽的急性、亞慢性毒性研究[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，1998，4（4）： 379-382.

[2] SAHA S，KAVIRAJ A.Acute toxicity of synthetic pyrethroid cypermethrin to freshwater catfish Heteropneustes fossilis（Bloch）[J].International journal of toxicology，2003，22（22）：325-328.

[3] URAL M S ，SA G ˇ LAM N.A study on the acute toxicity of pyrethroid deltamethrin on the fry rainbow trout （Oncorhynchus mykiss Walbaum，1792） [J].Pesticide biochemistry & physiology，2005，83（2/3）：124-131.

[4] 趙玉琴，李麗娜，李建華.常見擬除蟲菊酯和有機磷農(nóng)藥對魚類的急性及其聯(lián)合毒性研究[J].環(huán)境污染與防治，2008，30（11）：53-57.

[5] 林崗，張倩，饒小珍.吡喹酮、甲苯咪唑、溴氰菊酯對花鰻鱺的急性毒性[J].海洋漁業(yè)，2011，33（4）：467-471.

[6] 張新鋮，朱新平，劉毅輝，等.甲苯咪唑、溴氰菊酯和硫酸銅對美洲鰣的急性毒性研究[J].南方水產(chǎn)科學(xué)，2015，11（2）：66-71.

[7] 陳輝輝，覃劍暉，劉海超，等.典型重金屬、多環(huán)芳烴及菊酯類農(nóng)藥對唐魚的急性毒性效應(yīng)[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，30（4）：511-515.

[8] 王麗，張耘澤，耿歌，等.高效氯氰菊酯急性暴露中斑馬魚相關(guān)酶活性和基因表達變化[J].生態(tài)毒理學(xué)報，2016，11（4）：146-154.

[9] GORMAN D G，KENNEDY W.Impact of environmental concentrations of betacypermethrin on the antioxidant system in the brain and liver of zebrafish （Danio rerio）[J].Chemistry & ecology，2014，30 （7）：643-652.

[10] 喻子牛，孔曉瑜，孫世春.真鯛消化道的組織學(xué)和形態(tài)學(xué)研究[J].水產(chǎn)學(xué)報，1997，21（2）：113-119.

[11] 楊樂先，楊勇.漁藥毒性試驗方法 第1部分：外用漁藥急性毒性試驗：SC/T 1087.1-2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[12] 蔣金花，陳江濱，吳聲敢，等.氰戊菊酯對斑馬魚和稀有鮈鯽不同生命階段的毒性效應(yīng)[J].生態(tài)毒理學(xué)報，2015，10（6）：269-275.

[13] POLAT H，ERKOC F U，VIRAN R，et al.Investigation of acute toxicity of βcypermethrin on guppies Poecilia reticulate[J].Chemosphere，2002，49（1）：39-44.

[14] 孟紫強.生態(tài)毒理學(xué)原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2006：149-155.

[15] 張征，李今，梁威，等.擬除蟲菊酯殺蟲劑對水生態(tài)系統(tǒng)的毒性作用[J].長江流域資源與環(huán)境，2006，15（1）：125-129.

[16] 謝文平，朱新平，陳昆慈，等.氯氰菊酯對草魚組織Na+/K+ATP 酶活性及肝、鰓超顯微結(jié)構(gòu)的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2009，16（1）：120-125.

[17] 陳昕，胡石柳.5種常用水產(chǎn)藥物對胭脂魚幼魚的急性毒性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（22）：9569-9571.

[18] 周兵，韋其鋒，楊淞，等.3種常用水產(chǎn)藥物對孔雀魚和月光魚的急性毒性試驗[J].水利漁業(yè)，2008，28（2）：8-10.