硫酸銅對水產(chǎn)動物的毒性研究現(xiàn)狀

羅云云 鄧岳松

水產(chǎn)常用的五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）又名藍(lán)礬、膽礬，呈透明藍(lán)色結(jié)晶或粉末，無臭，具金屬味，在空氣中易風(fēng)化，可溶于水和甘油，水溶液呈弱酸性。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，硫酸銅常用來治療魚類寄生蟲病以及控制或殺滅藍(lán)綠藻等有害藻類的爆發(fā)，在生產(chǎn)中，由于硫酸銅的大量使用或濫用，在水環(huán)境中或者動物體內(nèi)富集，一方面會造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的中毒死亡，另一方面對食品安全造成嚴(yán)重威脅。因此，科學(xué)合理使用硫酸銅不僅能提高水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的生產(chǎn)效益，促進(jìn)魚業(yè)健康發(fā)展，同時對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、食品安全等都具有重大的意義。本文就近年來有關(guān)硫酸銅對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的毒性研究做綜述，旨在為水產(chǎn)從業(yè)者科學(xué)地使用硫酸銅提供理論參考。

1.硫酸銅在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

硫酸銅作為殺蟲劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖上得到廣泛的應(yīng)用。硫酸銅的殺蟲作用原理是，一方面是銅離子能夠與蛋白結(jié)合使其沉淀、變性，另一方面銅離子能破壞寄生蟲體內(nèi)的氧化還原酶系統(tǒng)（如巰基酶）的活性，阻礙蟲體的代謝，從而對寄生蟲起到殺滅作用；此外銅離子等重金屬離子對青泥苔，藍(lán)藻，細(xì)菌和真菌等有害生物也具有較強(qiáng)的殺滅作用。

硫酸亞鐵具有收斂效應(yīng)，可以增強(qiáng)銅離子的殺蟲作用，因此生產(chǎn)生產(chǎn)上硫酸銅常與硫酸亞鐵按重量比5:2比例配制使用，硫酸銅和硫酸亞鐵合劑簡稱銅鐵合劑，常以0.5-1.0g/m3濃度全池潑灑，用以治療治療水產(chǎn)養(yǎng)殖動物車輪蟲、指環(huán)蟲、斜管蟲、杯體蟲、波豆蟲、錨頭蚤、中華蚤、纖毛蟲、鞭毛蟲等寄生蟲病。

2.硫酸銅對水產(chǎn)動物的毒性作用

Cu2+對的水產(chǎn)動物的毒性作用包括急性毒性和慢性毒性作用，會對水產(chǎn)動物的組織器官、免疫系統(tǒng)、胚胎發(fā)育等造成一系列的損傷。

2.1 對組織器官的損傷

鰓是魚類的呼吸器官，Cu2+對魚類的毒性首先是離子通過鰓的表面組織或體表其它部位進(jìn)入鰓和體內(nèi)，從而對鰓或體表造成損傷。郭海山等（1990）研究表明，當(dāng)草魚在硫酸銅濃度為0.7mg/L（銅離子0.28mg/L）水體中經(jīng)過49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅首先引起草魚鰓小片毛細(xì)血管擴(kuò)張，充血，上皮細(xì)胞炎性水腫，甚至脫落，壞死。常藕琴等（2008）研究也表明，硫酸銅中毒的劍尾魚鰓小片黏液分泌增多，鰓絲上皮細(xì)胞腫脹，變性，壞死，增生，鰓小片融合，鰓絲的棒狀化，這與叢寧（2005）研究硫酸銅中毒對金魚的影響以及李雨奎（2010）研究硫酸銅中毒對橢圓背角無齒蚌的影響結(jié)果一致。丁愛俠等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒會造成日本鱘蟹等甲殼類動物的鰓絲水腫，鰓細(xì)胞器溶解、角質(zhì)層變薄，線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腫脹、解體。水產(chǎn)動物的鰓組織受損，會造成呼吸困難，最終會造成窒息死亡。

肝臟是重要的解毒器官，也是魚蝦體內(nèi)蓄積重金屬的主要部位。郭海山等（1990）研究表明，當(dāng)草魚在硫酸銅濃度為0.7mg/L（銅離子0.28mg/L）水體中經(jīng)過49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅引起肝細(xì)胞顆粒變性，玻璃樣變。常藕琴等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，肝臟是劍尾魚銅離子主要的成績和蓄積的器官，硫酸銅中毒肝臟的主要病例變化是肝臟水腫，肝靜脈和肝竇淤血，溶血，肝細(xì)胞的水泡變性，彌漫性壞死，核固縮，核碎裂，核溶解。叢寧（2005）研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒能引起金魚的肝細(xì)胞發(fā)生空泡變性，溶解性壞死。程波等（2008）研究表明，當(dāng)水體中Cu2+濃度達(dá)到15mg/L時，凡納濱對蝦肝胰臟組織結(jié)構(gòu)受到破壞，肝小管分泌細(xì)胞破裂，肝臟分泌功能得到破壞，最終導(dǎo)致肝胰臟因嚴(yán)重的機(jī)械損傷而喪失功能。

腎臟是重要的排毒器官，參與調(diào)節(jié)電解液與水平衡，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。郭海山等（1990）研究表明，硫酸銅中毒能引起草魚腎近曲小管上皮細(xì)胞腫脹，管腔變小，玻璃樣變，腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張，充血。此外，白麗雯（2016）研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅對松江鱸腎細(xì)胞系具有DNA損傷作用。叢寧（2005）研究發(fā)現(xiàn)，急性銅中毒導(dǎo)致了金魚腎小管細(xì)胞紋狀緣結(jié)構(gòu)破壞，腎小管細(xì)胞呈現(xiàn)溶解性壞死，并且引起腎的一系列超微病理變化，對腎功能造成損傷。

除鰓、肝臟、腎臟外，硫酸銅中毒還會對水生動物的其它器官造成一系列的損傷。馬莉芳（2013）研究表明，銅離子對黃河鯉的肌肉、腦、脾臟和心臟均會造成明顯的損傷，出現(xiàn)明顯的病理變化。李雨奎（2010）研究發(fā)現(xiàn)，隨著水體銅離子濃度的增加和處理時間的延長，背角無齒蚌的胃絨毛逐漸變短，肌層變薄，腺細(xì)胞數(shù)量減少直至空化。孟曉林等（2018）研究了水體重金屬銅對鯉腸的影響后發(fā)現(xiàn)，高濃度的銅離子顯著降低了鯉腸道菌群的多樣性，改變了結(jié)構(gòu)組成，對鯉腸道上皮免疫屏障造成了損傷。組織器官這一系列的損傷，最終會導(dǎo)致水生動物的死亡。

2.2 對免疫系統(tǒng)的影響

大量研究表明，水體中高濃度的硫酸銅可以在水產(chǎn)動物體內(nèi)大量富集，致其免疫系統(tǒng)損害嚴(yán)重，抗病力下降，甚至大量死亡。高春生等（2008）研究不同質(zhì)量濃度的水體銅對黃河鯉非特異性免疫功能的影響后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水體中Cu2+質(zhì)量濃度0.10mg/L時，黃河鯉非特異性免疫功能明顯下降。孫漢（2011）研究表明，水體中高濃度（1mg/L）脅迫顯著降低中華絨螯蟹非特異性免疫指標(biāo)，降低其免疫力。

2.3 對胚胎發(fā)育的影響

Cu2+影響魚類胚胎的發(fā)育及受精卵的孵化，高劑量的Cu2+可造成魚類胚胎孵化率和成活率降低，胚胎發(fā)育遲緩、畸形率增加等。姚紀(jì)花等（1997）研究發(fā)現(xiàn)，水體中高濃度Cu2+能顯著影響大鱗副泥鰍的胚胎發(fā)育，對大鱗副泥鰍胚胎具有很強(qiáng)的致死和致畸作用，當(dāng)水體中Cu2+濃度1.6mg/L時，孵化率只有對照組30%且初孵仔魚畸形率顯著增加，同時，銅濃度達(dá)到一定劑量時（1.6mg/L），對胚胎發(fā)育有較明顯的遲滯效應(yīng)，且隨著劑量的增加，滯后時間延長。這與黃辨非等（2006）研究銅離子在對金魚的胚胎發(fā)育的影響結(jié)果相一致。宋明霞（2019）研究發(fā)現(xiàn)，低濃度下的Cu2+（0.026mg/L）即可抑制斑馬魚的胚胎發(fā)育，隨著銅離子濃度的升高、作用時間的延長，斑馬魚胚胎會產(chǎn)生出膜時間延遲、發(fā)育緩慢、色素合成減少等毒性效應(yīng)，當(dāng)濃度高于0.206mg/L可導(dǎo)致其孵化率為零。孫耀等（1987）研究表明，黑鯛受精卵胚胎發(fā)育對Cu2+及其敏感，水體中Cu2+濃度達(dá)到0.05mg/L時即可影響其胚胎發(fā)育，當(dāng)達(dá)到0.1mg/L時，胚胎存活率大幅下降，當(dāng)濃度大于等于0.5mg/L時，黑鯛受精卵胚胎全部死亡，孵化率為零。

3.硫酸銅對水產(chǎn)動物的急性毒性及安全濃度

3.1 硫酸銅對魚類的急性毒性及安全濃度

不同的水產(chǎn)養(yǎng)殖動物對硫酸銅的敏感性差異巨大。硫酸銅或銅鐵合劑在黃鱔、雙棘黃姑魚、黃顙魚、瓦氏黃顙魚、星斑川鰈等養(yǎng)殖水體中安全濃度（Safe concentration，SC）較高，一般情況下可以放心使用；但似刺鳊鮈、大鱗副泥鰍、草魚稚魚苗、大鱗鲃魚、日本黃姑魚、鱖魚苗、團(tuán)頭魴魚種、中華鱘幼魚等對硫酸銅或銅鐵合劑較為敏感，生產(chǎn)中應(yīng)該禁用硫酸銅或銅鐵合劑；而硫酸銅或銅鐵合劑在斑點叉尾鮰、半滑舌鰨、泥鰍、網(wǎng)紋石斑魚、江黃顙魚、梭鱸魚、褐鱒、鯪魚、菊黃東方鲀、黃河鯉魚、大黃魚、鯪魚等水體中的安全濃度接近或略小于日常使用量，選用硫酸銅、銅鐵合劑時應(yīng)該慎重，如要用則要時刻觀察魚蝦情況，如有意外應(yīng)緊急采取包括換水、潑灑解毒劑等在內(nèi)的急救措施。

3.2 硫酸銅對甲殼類的急性毒性及安全濃度

大量研究表明，除克氏原螯蝦外，硫酸銅對甲殼類動物毒性較大，在實際生產(chǎn)中應(yīng)該禁用硫酸銅。但劉淇等（2005）研究認(rèn)為，南美白對蝦幼蝦在海水養(yǎng)殖環(huán)境中硫酸銅安全濃度與常規(guī)使用濃度相近，可以酌情使用，但是在淡水養(yǎng)殖環(huán)境中安全濃度較低，應(yīng)該禁用。硫酸銅在克氏原螯蝦幼蝦中的安全濃度與常規(guī)使用濃度相近，使用硫酸銅應(yīng)該注意安全。

3.3 硫酸銅對軟體動物的急性毒性及安全濃度

硫酸銅對刺參、櫛孔扇貝、泥東風(fēng)螺、方斑東風(fēng)螺毒性較大，應(yīng)該禁止使用硫酸銅。三角帆蚌和方斑東風(fēng)螺對銅鐵合劑的安全濃度較高，在生產(chǎn)中可以適當(dāng)使用硫酸銅、硫酸亞鐵合劑。

4.影響硫酸銅對水產(chǎn)動物毒性的環(huán)境因素

影響硫酸銅毒性的主要因素包括水體溫度、鹽度、堿度、硬度、pH值、有機(jī)物含量等。一般來說，池水中有機(jī)物含量越高、pH值越大、鹽度越高硫酸銅的毒性越小，安全濃度越大；而水溫越高，其毒性越大，安全濃度則越小。

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