4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对环境生物安全性研究

2010-08-09 22:25孙厚才刘晓路刘瑞华
长江科学院院报 2010年11期
关键词:青虾鹌鹑斑马鱼

孙厚才,刘晓路,刘瑞华

(1.长江科学院水土保持研究所,武汉 430010;2.武汉科技学院,武汉 430073)

4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对环境生物安全性研究

孙厚才1,刘晓路1,刘瑞华2

(1.长江科学院水土保持研究所,武汉 430010;2.武汉科技学院,武汉 430073)

采用室内试验测试植物灭螺剂“螺威”对斑马鱼、日本鹌鹑和青虾的毒性,评价其对环境的影响。试验前按正式试验条件先预试,求出植物灭螺剂“螺威”对斑马鱼、日本鹌鹑和青虾的毒性影响范围。正式试验时在此范围内按一定的比例级差设置若干处理浓度,每个浓度设3个重复,并设一组空白对照。4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂使用浓度高于LC50值,对鸟类和虾类为中毒,对鸟的实际危害影响不大,对鱼类风险较大。

植物灭螺剂"螺威";钉螺;环境生物;死亡率

钉螺是日本血吸虫唯一的中间宿主,消灭了钉螺,血吸虫病的传播也将阻断,因此,消灭钉螺是干预以至消灭血吸虫病的一项重要措施。目前主要的灭螺方法有生态灭螺、物理灭螺及药物灭螺。药物灭螺包括植物药物灭螺和化学药物灭螺。植物药物灭螺系指对于某些含有灭螺有效成分的植物资源,利用一定的分离手段提取其根茎、叶、花、果和籽中的有效成分,用于杀灭钉螺,国内报道有一定灭螺作用的植物灭螺药约有50余种[1]。不管是哪一类灭螺药物,在灭螺过程中都不可避免会对环境生物的安全性产生一定影响。国内外学者在研究灭螺剂对环境生物的影响时,分别用白鲢、草鱼、红鲤、arassius spp和尖头小条鱼等进行过急性毒性试验①[2,3],在上世纪90年代初期进行了氯硝柳胺缓释灭螺剂对鱼类的安全性试验研究,但关于植物灭螺剂对于环境生物的安全性研究尚未见报道。

植物灭螺剂“螺威”具有良好的杀灭血吸虫唯一中间宿主钉螺的效果,能够有效阻断血吸虫病的传播,并且价格低廉,具有十分重要的推广价值,因此,开展植物灭螺剂“螺威”对环境生物的影响性研究具有十分重要的意义。

1 试验材料

1.1 供试农药

4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂,由湖北金海潮科技有限公司提供。

1.2 供试生物

1.2.1 试验鱼种

测试鱼种为斑马鱼(Brachydanio rerio HB),平均体长(连尾)3.5 cm,平均体重约0.4 g,由南京夫子庙水族馆提供。试验前在室内驯养7 d,驯养期间斑马鱼生长正常,无死亡,全部健康无病,大小一致。试验前一天停止喂食,试验中也不喂食。

1.2.2 试验鸟种

试验鸟种为日本鹌鹑(Coturnix coturnix japonica),由南京农业大学养鸡场提供。选用30d龄、体重100 g左右,健康活泼的鹌鹑供试。试验前在室内试验条件下预养7 d,预养期间鹌鹑全部生长正常,无病无死亡。

1.2.3 试验虾种

试验虾种为青虾(Macrobrachium nipponensis de Haan),平均体重2.0 g。试验前在室内驯养2 d,驯养期间青虾生长正常,无一死亡。试验用虾全部健康无病,大小一致。试验前1d停止喂食,试验中亦不喂食。

2 试验方法

2.1 鱼类试验

试验用水为经存放并曝气去氯处理24 h以上的自来水。试验容器为25 L的玻璃缸。在每个试

①J.Hashiguchi.Japan Parasite,33(SPPI),1984:51.验缸中配制10 L不同浓度的药液,并投入斑马鱼10条。调节室温使水保持在20℃左右。

先通过预试确定毒性影响范围,正式试验时,在此范围内按一定比例级差设置若干组不同浓度药液,另设一组空白对照,每个处理设3个重复。试验采用每隔24 h更换一次药液的半静态法。试验中定时测定各缸中试液的溶解氧及pH值。试验历时96 h,连续观察24,48,72,96 h斑马鱼的中毒症状和死亡数字,及时清除死鱼。根据试验结果得出4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对斑马鱼的半致死浓度LC50值。

2.2 鸟类试验

试验室温度20~25℃,室内通风透光;饲料采用成鹑饲料,同时喂以清水;试验鹌鹑每组10只(雌雄各半);试验前隔夜禁食,只供清水。试验前按正式试验条件先预试,求出农药对鹌鹑的毒性影响范围,正式试验时在此范围内按一定比例级差设置若干处理浓度,每个浓度设3个重复,并设一组空白对照。试验采用一次性剂量直接注入的经口染毒灌胃法。将农药按设计的剂量配成不同浓度,然后按每100 g体重鹌鹑灌药0.5 mL进行染毒处理。处理后的鹌鹑按常规方法饲养,观察记录鹌鹑中毒症状和死亡情况,试验历时7 d。根据试验结果得出4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对鹌鹑的半致死剂量LC50值。

2.3 虾试验

试验用水为经存放并曝气去氯处理24 h以上的自来水,试验容器为25 L的玻璃缸,在每个试验缸中配制20 L不同浓度的药液,并投入青虾10只,调节室温使水保持在20℃左右。

试验前按正式试验条件先预试,求出4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对青虾全部致死的最低浓度和全部存活的最高浓度。正式试验在此浓度范围内,按级差设置若干组不同浓度的药液,另设一组空白对照,每个处理设3个重复。试验采用每隔24 h更换一次药液半静态法,试验中定时测定各缸中试液的溶解氧及pH值。试验历时96 h,连续观察记录24,48,72,96 h试验生物中毒症状和死亡数字,及时清除死亡者。用概率统计法求出4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对青虾的半致死浓度LC50值。

3 试验结果与毒性评价

3.1 鱼类试验

试验设置0.04,0.10,0.15,0.20,0.40 mg/L及空白对照6个药液浓度组。试验表明,斑马鱼接触药液后,低浓度组频繁掉头,快速游动,且口部急速张合,显呼吸短促状态;高浓度组蹭头、甩尾、窜动翻滚,且色发白,腹肿胀,20~30 min后,侧卧水底,抽动痉挛,迅速挣扎死亡。在试验期内各处理组斑马鱼的死亡率见表1。

由表1可以看出,96 h的LC50为0.15 mg/L,95%可信限为0.14~0.17 mg/L。根据农药对鱼类毒性分级标准,96 h的LC50值大于10.0 mg/L的为低毒,1.0~10.0 mg/L为中毒,0.1~1.0 mg/L为高毒,小于0.1 mg/L为剧毒。可见,4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对鱼类高毒。由于该药直接用于水体或水边滩涂及坡地,且使用浓度高于LC50值,因此对鱼类风险较大,应密切注意鱼类的影响。

3.2 鸟类试验

试验设置6,12,24,36,60 mg/kg体重及空白对照6个浓度组。试验结果显示,处理后低浓度组中毒症状不明显;高浓度组甩头,脖颈伸缩不定,喙张合不停,喉道抽噎出声,而且尾前勾,翅下垂,羽毛蓬松凌乱,20 h后,少数死亡。试验结果如表2所示。

表1 4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对斑马鱼毒性试验成果表Table 1 Test results of 4%Lo-wei powder(TDS)p lantmolluscicide on zebra fishes’toxicity

表2 4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对鹌鹑急性毒性试验成果表Table 2 Test results of 4%Lo-wei pow der(TDS)p lantm olluscicide on quails’acute toxicity

表3 4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对青虾的毒性Table 3 Test results on 4%Lo-wei powder(TDS)plantmolluscicide on the toxicity of freshwater shrimps

由表2可以看出,7 d的LC50值大于60 mg/kg体重。根据农药对禽鸟的毒性等级划分标准,LC50大于50 mg/kg体重的农药为低毒农药;50~500 mg/kg体重的农药为中毒农药;10~50 mg/kg体重的农药为高毒农药;小于10 mg/kg体重的农药为剧毒农药。在本试验中60 mg/kg体重为最高配置浓度,在该浓度时鸟的死亡率仅为20%,可见4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对鸟类为中毒,由于该药不是以颗粒剂形式使用,因此对鸟的实际危害影响不大。

3.3 青虾试验

试验设置1,2,3,5,10 mg/L及空白对照6个药液浓度组。试验表明,青虾接触4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂试液后,低浓度组青虾起初活动激剧,在试验液中忽上忽下,泳足急速扇动,显烦躁不安状态,1~2 h后,大部分都能恢复到正常状态。高浓度组青虾头上昂,尾前勾,胸腹部下凹,群聚一起,身体起伏颠动,8~10 h后大部分蹭尾窜动,侧动舞足,挣扎死亡,试验结果如表3所示。

由表3试验药液浓度和各组青虾的死亡率,可计算得出4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对青虾LC50(96 h)为6.28 mg/L,95%可信限为3.53~11.2 mg/L。根据农药对水生物毒性分级标准,96 h LC50值大于10.0 mg/L为低毒,1.0~10.0 mg/L为中毒,0.1~1.0 mg/L为高毒,小于0.1 mg/L为剧毒。由此可见,4%螺威粉剂(TDS)植物灭螺剂对虾类中毒,浸杀法使用浓度为0.2 mg/L,小于该药对虾的LC50值,对虾的实际风险小;喷杀法、喷粉法实际使用浓度为100 mg/L,大于LC50值的10倍,因此使用时对虾类风险大,应密切注意对虾的影响。

4 讨 论

(1)据文献[3]报道,对大多数毒物来讲,胚胎到仔鱼或早期幼鱼是最敏感的发育阶段,由此而求得的安全浓度与部分或全生活周期所求得的安全浓度是一致的。本试验用鱼、鸟、虾生殖腺均未发育或未完全发育,试验材料满足要求。

(2)根据“植物灭螺剂‘螺威’杀灭湖北钉螺药效试验研究”成果,4%螺威粉剂(TDS)室内浸杀试验对湖北钉螺第3d死亡率为100%;室内喷洒试验7.5,5.0,2.5 g/m33个试验浓度中7.5 g/m3和5.0 g/m3浓度组均达到死亡率95%以上。按农药检(生测)函[2005]77号《农药登记卫生用灭螺剂药效试验方法和评价》(试行)中药效评价指标进行评价,4%螺威粉剂(TDS)现场浸杀试验,对湖北螺钉第3 d死亡率为100%,达到死亡率95%以上的合格指标;喷洒试验对湖北螺钉15 d死亡率为90.03%,达到死亡率85%以上的合格指标。4%螺威粉剂(TDS)室内浸杀、喷洒试验和现场浸杀、喷洒试验对湖北钉螺药效均达到合格指标,具有现场推广应用价值。

(3)安全性试验表明,4%螺威粉剂(TDS)对鱼类为高毒,对鸟类的实际危害不大,浸杀对虾类实际风险小,喷杀对虾类风险大。

(4)使用4%螺威粉剂(TDS)杀灭钉螺时,应根据杀螺区域鱼、鸟、虾实际分布情况采取相应的杀灭方法,现场采用旱地喷杀法灭螺比较安全。

[1] 李洁,钱万红,黄轶昕.植物灭螺药物研究进展[J].中国血吸虫病防治杂志,2002,14(1):67-69.(LI Jie,QUAN Wan-hong,HUANG Yi-qing.Progress of plant molluscicides[J].Schistosomiasis Control in China,2002,14(1):67-69.(in Chinese))

[2] 熊维楷,蔡德全.氯硝柳胺缓释灭螺剂对鱼类的安全性试验[J].环境污染与防治,1992,14(3):11-12.(XIONG Wei-kai,CAI De-quan.Niclosamide release molluscicide testing the safety of fish[J].Environmental Pollution and Control,1992,14(3):11-12.(in Chinese))

[3] 周永新.环境污染与生态学文集[C].南京:江苏科技出版社,1986.(ZHOU Yong-xin.Collection of environmental pollution and ecological[C].Nanjing:Jiangsu Science and Technology Press,1986.(in Chinese))

(编辑:赵卫兵)

Research on Environmental Biosafety of“Lo-wei”Powder(TDS)Plant M olluscicide in 4 Percent

SUN Hou-cai1LIU Xiao-lu1,LIU Rui-hua2
(1.Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China;2.Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,China)

The purpose of the paper is to test the toxicity of the plantmolluscicide“Lo-wei”to zebra fishes,Japanese quails and freshwater shrimps in laboratory to evaluate its impacton the environment.According to the rightful test conditions,the toxicity range of themolluscicide on the zebra fish,Japanese quail and freshwater shrimp was previous tested.In the rightful test we set different molluscicide concentrations by a certain percentage in this range,with 3-time repeat tests for each concentration,and a set of contrast test.When“Lo-wei”powder(TDS)concentration in 4 percent is higher than the safe level of plantmolluscicide LC50value,itgenerates amoderate toxicity to birds and shrimps,little effect to birds actually and a greater risk to fishes.

plantmolluscicide“Lo-wei”(TDS);oncomelania;environmental biology;mortality

R383

A

1001-5485(2010)11-0102-03

2010-09-10

科技部农业科技成果转化项目(2009GB23320485)。

孙厚才(1964-),男,湖北广水人,教授级高级工程师,主要从事土壤侵蚀与防灾减灾、环境与生态工程等方面的研究工作,(电话)027-82926643(电子信箱)sun_hc@126.com。

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