周桂嫻,陳天嬌,胡鯤
(1.上海海洋大學(xué),國家水生動物病原庫,上海 201306;2.上海海洋大學(xué),水產(chǎn)科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心,上海 201306;3.農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點實驗室,上海 201306;4.寧波浮田生物技術(shù)有限公司,浙江 寧波 315000)
凡納濱對蝦又稱南美白對蝦,因其抗病能力較佳、養(yǎng)殖周期較短、長速較快、產(chǎn)量高等優(yōu)點深受我國水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的青睞[1]。但近年來隨著養(yǎng)殖病害的頻繁發(fā)生、養(yǎng)殖水域環(huán)境的惡化、稻蝦養(yǎng)殖的模式的興起,一些化學(xué)投入品如硫醚沙星、異噻唑啉酮、MS-222、殺蟲雙等在凡納濱對蝦養(yǎng)殖中被使用或檢出。雖然在水產(chǎn)養(yǎng)殖中可能被使用,但其對凡納濱對蝦的安全性并不可知。
異噻唑啉酮是一種高效的防腐劑,對細菌、真菌類都有很好的抑制作用,能有效解決海洋船舶在航行中由于接觸真菌和藻類物質(zhì)使船體受損造成的損失[2]。但由于其在水體中應(yīng)用較多,分布也比較廣泛,但對水產(chǎn)動物尤其是甲殼動物的安全性有關(guān)的研究相對較少。有相關(guān)研究表明異噻唑啉酮對斑馬魚的胚胎孵化有抑制作用病有可能致畸,96 h的半致死濃度未3.65 mg/L[3]。硫醚沙星是一種水產(chǎn)養(yǎng)殖用的殺菌劑,應(yīng)用于魚類等水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中,能夠抑制水體中的細菌、真菌等,可以應(yīng)用于水霉病的防治,其對泥鰍的24 h LC50為167.72 mg/L,安全濃度為39.745 mg/L[4-5]。MS-222又稱魚安定,是一種安全性比較高的漁用麻醉劑,目前國內(nèi)已經(jīng)成功應(yīng)用于多種魚類的生產(chǎn)養(yǎng)殖上。殺蟲雙可以應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖寄生蟲感染的防治中,對車輪蟲等寄生蟲病害有很好的防治效果[6]。4種藥物在魚類養(yǎng)殖中有使用,對其安全性的評價有一定的研究成果,但在凡納濱對蝦中沒有相關(guān)的毒性研究。該試驗將以凡納濱對蝦為試驗動物并參考我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《漁藥毒性試驗方法》,采用靜水式生物試驗法在室內(nèi)研究硫醚沙星等4種化學(xué)投入品對凡納濱對蝦的急性毒性和安全濃度,以期探究魚蝦混養(yǎng)模式中安全用藥劑量和水域環(huán)境生態(tài)安全提供參考依據(jù),同時為不同化學(xué)投入品對凡納濱對蝦的毒性毒理學(xué)作用積累提供可靠的數(shù)據(jù)。
該試驗中選取的受試動物為凡納濱對蝦幼蝦,在上海農(nóng)滄水產(chǎn)養(yǎng)殖公司選擇健康無病、規(guī)格較為均勻、附肢無損傷且活力較好的幼蝦進行試驗。平均體長為(6.0±1.0)cm,平均體質(zhì)量為(4.0±1.0)g。
試驗在室內(nèi)進行,使用的水是經(jīng)充分曝氣余氯殘留的自來水加入經(jīng)過濾消毒后的近海海水混合組成。將幼蝦放入1 000 L黑桶中暫養(yǎng),用充氣泵24 h連續(xù)打氧。將養(yǎng)殖水體穩(wěn)定在水溫(25±1)℃,pH 值(8.5±0.5),溶解氧濃度大于 6.0 mg/L,鹽度 4。每日3次按照對蝦總體重5%投喂海大配合飼料。暫養(yǎng)7 d,為防止水質(zhì)污染,每日定時吸取桶底剩餌糞便并換水10%,馴養(yǎng)期間病死率不超過5%。試驗前1 d停止投喂,對幼蝦進行硫醚沙星等4種投入品的急性毒性試驗。急性毒性試驗開始時,使用容積為20 L的塑料桶,試驗水體為10 L,桶內(nèi)放入連接打氧泵的氣泡頭以保證溶氧。為防止受試動物從桶中跳出,使用40目軟尼龍網(wǎng)覆蓋在桶面。
供試試劑是含量為80%的硫醚殺星水乳劑,由北京某生物技術(shù)有限公司生產(chǎn);殺蟲雙是有效成分含量為29%的水劑,由江蘇某公司生產(chǎn);魚安定(MS-222)是由杭州抗元化工科技有限公司提供的純度為90%粉末制劑;異噻唑啉酮由成都某化學(xué)技術(shù)有限公司提供的含量為95%的標(biāo)準(zhǔn)液。試驗前,用蒸餾水將試驗所用試劑配成5 000 mg/L的母液,試驗中所用的受試溶液用蓄好的養(yǎng)殖水對母液稀釋獲得。
試驗方法參考《水生生物毒性試驗方法》[7],在正式試驗開始前先進行預(yù)試驗,根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果確定正式試驗開始所需要的投入藥品濃度范圍。預(yù)試驗?zāi)康氖钦页?4 h全部死亡的最低濃度和48 h全部存活的最高濃度以確定正式試驗的藥物濃度范圍[8]。正式試驗時用對數(shù)等間距法在預(yù)試驗結(jié)果范圍內(nèi)設(shè)置5~6個濃度梯度和自然狀態(tài)下的空白對照組。試驗使用的容器體積為20 L,試驗用水體積為10 L。試驗全程采用靜水法,每間隔24 h換試驗用水1次,試驗期間不投喂餌料。在試驗過程中,定時觀察蝦體的存活狀態(tài)、活力狀態(tài)以及是否有中毒癥狀,及時撈出試驗死亡的幼蝦,統(tǒng)計并記錄24 h、48 h的幼蝦存活情況。
將得到的試驗數(shù)據(jù)用Excel進行處理,以藥物濃度的對數(shù)為橫坐標(biāo),凡納濱對蝦的病死率為縱坐標(biāo),做出藥物濃度-病死率的線性回歸方程。來計算凡納濱對蝦幼蝦暴露在藥物中24 h、48 h的半致死濃度24 h LC50、48 h LC50以及相應(yīng)的95%置信區(qū)間[9],最后采用特倫堡(Turubell)公式計算試驗藥品的安全濃度(SC)[10],SC=48h LC50×0.3/(24hLC50/48hLC50)2。
表1 4種藥物對凡納濱對蝦的急性毒性試驗結(jié)果
4種藥物對凡納濱對蝦的急性毒性試驗結(jié)果見表1。將凡納濱對蝦放入試驗水中,在低濃度試驗水體組幼蝦表現(xiàn)為緩慢游動且無特別的反應(yīng)。在高濃度試驗水體中,將幼蝦放入試驗容器后,表現(xiàn)出來狂跳、急躁不安,企圖離開含有高濃度供試藥物的水體環(huán)境。隨著試驗時間的延長,低濃度藥物組中的試驗幼蝦基本與空白對照組的幼蝦狀態(tài)一致,高濃度藥物試驗組中的幼蝦呈現(xiàn)在試驗期間,空白對照組的病死率為0,4種供試藥物的毒性隨著藥物濃度增大和試驗時間的增長呈現(xiàn)增強的趨勢,有顯著的濃度和時間效應(yīng)。
對表1中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析,做出藥物濃度對數(shù)-病死率的線性回歸方程,并且對方程的回歸系數(shù)等進行顯著性檢驗,得出硫醚沙星、異噻唑啉酮、魚安定、殺蟲雙對凡納濱對蝦的24 h LC50、48 h LC50,最終計算4種藥物的安全濃度(SC)為表2。藥物對凡納濱對蝦的毒性大小以半致死濃度的大小來表示,半致死濃度越小則藥物的毒性越高??梢缘玫?4 h LC50大小得到4種藥物對凡納濱對蝦的毒性由高到低為硫醚沙星>魚安定>殺蟲雙>異噻唑啉酮。
表2 4種化學(xué)投入品對凡納濱對蝦的半致死濃度濃度和安全濃度
硫醚沙星是一種消毒劑,能夠高效的殺滅或抑制革蘭氏陽性、革蘭氏陰性菌、真菌,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用于治療細菌病、真菌病、寄生蟲病等。在硫醚沙星對泥鰍的毒性試驗結(jié)果可知硫醚沙星對泥鰍的24、48 h 的半致死濃度為 167.72、155.04 mg/L,安全濃度為10.37 mg/L10。秦志清等[11]研究表明硫醚沙星對異育銀鯽“中科3號”幼魚24、48、72和96 h的半致死濃度為 21.05、18.54、16.59 和 15.06 mg/L,安全濃度為1.506 mg/L。相比之下,硫醚沙星在對魚的安全濃度。遠遠大于在硫醚沙星對凡納濱對蝦的安全濃度為0.0003 mg/L,所以要盡量避免在對蝦養(yǎng)殖或者魚蝦混養(yǎng)中使用,以免造成養(yǎng)殖損失。
異噻唑啉酮是指含有還有異噻唑啉酮雜環(huán)的一類化合物,是一種高效的殺菌、防腐劑[12]。常用于水處理、制藥和日化用品中,尤其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中用于處理有害藻類。鄭串等[13]研究表明,異噻唑啉酮在3.33 mg/L時,其對黃絲藻的抑制率達到82.5%。異噻唑啉酮對斑馬魚胚胎的孵化有很強的毒性,96 h LC50為 3.65 mg/L,安全濃度為 0.365 mg/L[3]。在該試驗中,異噻唑啉酮對凡納濱對蝦幼蝦的24、48 h半致死濃度為60.199、27.838 mg/L,安全濃度為1.786 mg/L,屬于低毒性藥物,在凡納濱對蝦養(yǎng)殖中可以使用。
魚安定是一種漁用的麻醉劑,平洪領(lǐng)等[14]研究表明水溫20℃時,魚安定對日本對蝦的理想麻醉濃度為6 g/L,離水操作時間小于4 min,可以作為日本對蝦有效且安全的麻醉劑。魚安定對尼羅羅非魚的安全濃度為7.618 mg/L,屬于低毒藥物[15]。試驗得到的魚安定對凡納濱對蝦的安全濃度1.741 mg/L,毒性較小,因此可以用來作為凡納濱對蝦的麻醉劑。
殺蟲雙是一種沙蠶毒的衍生物屬于仿生性農(nóng)藥,在農(nóng)業(yè)種植中使用較多的同時也容易進入水體,但對水生生物的毒性研究較少。在溫濤的研究中,殺蟲雙對革胡子鯰魚苗的24 h半致死濃度為272.367 mg/L,安全濃度為96.74 mg/L,沒有明顯的致死效應(yīng)[16]。該試驗中得到殺蟲雙對凡納濱對蝦的安全濃度為9.210 mg/L,表明其對凡納濱對蝦為低毒物質(zhì)。
該試驗得到了4種化學(xué)投入品對凡納濱對蝦幼蝦的24、48 h的半致死濃度,計算后得到的4種藥物的安全濃度可以為凡納濱對蝦養(yǎng)殖中對硫醚沙星、魚安定、異噻唑啉酮、殺蟲雙的安全濃度闕值提供可靠的參考依據(jù)。