氨氮对2种规格克氏原螯虾的急性毒性研究

钟君伟，朱永安，孟庆磊，王锡荣，刘红彩 (山东省淡水水产研究所，山东省淡水水产遗传育种重点研究室，山东 济南 250013)

氨氮对2种规格克氏原螯虾的急性毒性研究

钟君伟，朱永安，孟庆磊，王锡荣，刘红彩 (山东省淡水水产研究所，山东省淡水水产遗传育种重点研究室，山东 济南 250013)

采用常规生物急性毒性试验法，探讨了氨氮对2种规格克氏原螯虾(Procambarusclarkii)的急性毒性。结果表明,在水温(24.93±2.7)℃条件下，离子氨氮对体重为(6.8±1.2)g和体重为(12.8±1.1)g的克氏原螯虾的24、48、72、96h的半数致死浓度(LC50)分别为289.36、219.50、185.97、169.83mg/L和441.88、368.61、305.07、262.64mg/L，安全质量浓度(SC)分别为37.89mg/L和76.95mg/L；非离子氨对体重为(6.83±1.25)g及体重为(12.78±1.14)g的克氏原螯虾的24、48、72、96h的半数致死浓度(LC50)分别为9.70、7.89、7.22、6.70mg/L和12.65、11.18、10.91、9.11mg/L，安全质量浓(SC)度分别为1.56mg/L和2.62mg/L。克氏原螯虾对氨氮有较强的耐受力。

克氏原螯虾(Procambarusclarkii)；氨氮；非离子氨；半致死浓度；安全浓度

克氏原螯虾(Procambarusclarkii)俗称淡水小龙虾，英文名称译为“红沼泽螯虾” (RedSwampCrayfish)，分类学上属节肢动物门甲壳纲软甲亚纲十足目螯虾亚目蜊蛄科原螯虾属。克氏原螯虾原产于北美洲,1929年由日本引种到我国,它适应性强,食性广,繁殖力强,幼体成活率高,广泛分布于浅水沟渠中。该虾味道鲜美,营养丰富,肉质细嫩,易消化,具有补肾、健胃、防止胆固醇蓄积等作用,开发前景广阔。近年来，克氏原螯虾养殖业在消费需求的带动下已得到较快的发展，其相关研究也日益增多。目前，有关克氏原螫虾的研究主要集中在生物学特性、形态发育、繁殖及养殖技术、营养生理与基础代谢等方面[1-4]，而水体污染对其毒性效应的研究较少。国内已有的报道研究了水体中关键因子(如亚硝酸盐、氨氮、硫化物)对克氏原螯虾幼虾的毒性效应[5,6]，但仍缺乏水体中关键因子对克氏原螯虾成虾的毒性效应研究。在水产养殖过程中，水体污染往往引起水产动物的生理异常甚至死亡，其产生的毒性作用直接影响动物的生存、生长和发育。本研究探讨了水体中氨氮对2种不同规格的克氏原螯虾成虾的急性毒性作用，旨在找出其安全浓度，为克氏原螯虾的健康养殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用克氏原螫虾成虾取自山东省东平县第一淡水养殖试验场，成虾在室内暂养7d。暂养和试验容器均为装有20L水的塑料水族箱(57cm ×40cm ×34cm)，试验前24h停食，并从中选择体质健壮、体色一致、活动力强和附肢完整的成虾作为毒性试验用虾。

1.2 试验方法

克氏原鳌虾按体重分成2组，A组体长(6.8±0.6)cm，体重(6.8±1.2)g；B组体长(7.4±0.5)cm，体重(12.8±1.1)g。经预备试验，确定各组药物质量浓度范围(96h全活质量浓度上限和24h全部致死质量浓度下限)后，在室温条件下，按等对数间距设置8个质量浓度梯度组和1个清水对照组，试验采用半静水停食实验法。试验开始前，根据设定质量浓度准确称量NH4Cl放入装有20L水的塑料水族箱(57cm ×40cm ×34cm)溶解完全后，A组每一质量浓度梯度各放克氏原螯虾15尾，B组每一质量浓度梯度各放克氏原螯虾10尾，组内设3个重复。试验期间停食，试验开始的前8h连续观察，及时取出死亡成虾并排污，记录24、48、72、96 h各组虾的症状及死亡数。其死亡的个体以镊子碰触虾体腹部完全无反应为标准。

由于氨氮化学性质不稳定，尤其在充氧条件下其浓度可能会有较大变化。因此测定了充氧条件下氨氮 24h内的变化情况。试验在1L玻璃烧杯中进行，氨氮初始浓度设为100mg/L和 600mg/L，每组设 3个平行组，试验开始后 4、8、12、16、24h采样，测定氨氮浓度。为保证试验期间药物浓度的稳定，根据试验结果确定每24h全部换液1次。

1.3 数据处理与计算

根据试验结果，参照谭苹[7]的方法，按改良寇氏法求出各药物的半数致死质量浓度(LC50)。

(1)当最小剂量组的死亡率为0%，最大剂量组的死亡率为100%时，可按下列公式计算LC50：

LC50=lg-1[Xm-i(∑p-0.5)]

(1)

(2)当最小剂量组的死亡率大于0%而又小于30%，或最大剂量组的死亡率小于100%而又大于70%时，可按下列校正公式计算LC50：

(2)

式(1)、式(2)中，Xm为最大剂量组剂量的对数，i为相邻两组对数剂量之差值(大剂量组减小剂量组)，Pm为最大剂量组死亡率，Pn为最小剂量组死亡率，P为各组死亡率，n为每组动物数。各组试验动物的安全质量浓度(SC)按下式计算：

安全浓度(SC)=48hLC50×0.3/(24hLC50/ 48hLC50)2

式中，24 hLC50、48 hLC50分别为24h、48h的半致死质量浓度。

2 结果与分析

2.1 充氧条件下氨氮浓度的变化

图1 氨氮浓度随时间的变化情况

在(5.24±0.63)mg/L溶氧水平下，24h氨氮浓度 (100mg/L和600mg/L)的损失率分别为 12.06%和12.56% (图1)。从图1可看出，氨氮浓度随时间逐渐降低，但24h内其降低程度小于20%。在本试验中，每24h换毒液 1次能够保证毒物的有效浓度维持在 85% 以上。一般而言，急性试验中毒物的浓度变化小于20% 就可以用初始浓度来说明该毒物的急性毒性，尽管依据初始浓度计算的LC50值有所偏高，但是能够准确反映出克氏原鳌虾对氨氮的耐受程度，满足了急性毒性试验中毒物浓度变化小于 20%的试验要求。

2.2 中毒症状

观察发现，2种规格的克氏原螯虾在不同氨氮质量浓度的下表现出了不同的中毒反应。试验初期，A、B2组克氏原螯虾活动状况与对照组基本相似，都散落在箱体底部缓慢爬动。试验开始2h后，高浓度组出现中毒症状，有部分虾腹部朝上，出现间歇性痉挛行为，若受触动，反应迟钝。高氨氮浓度条件下其余虾游动迟缓，游泳足摆动缓慢。4h后，A组在氨氮浓度分别为595.58mg/L和436.46mg/L的2个浓度组各有1尾虾死亡，而B组无死亡虾出现。8h后，A、B2组克氏原螯虾在高氨氮浓度条件下均有死亡虾出现，死亡个体侧卧于水底，身体僵直。24h内，A组在氨氮质量浓度低于100mg/L时，克氏原螯虾活动状况几无变化。B组在氨氮质量浓度低于154mg/L时，克氏原螯虾活动状况正常。其他各浓度组试验虾随着时间的推移，也先后不同程度地出现上述中毒症状。

2.3 氨氮对克氏原螯虾的急性毒性效应

从表1可看出，随着氨氮质量浓度的增加和试验时间的延长，氨氮对不同规格的克氏原螯虾的急性毒性作用增强，克氏原螯虾死亡率上升，但是不同氨氮质量浓度对不同规格的克氏原螯虾急性毒性影响却不尽相同，具体表现为：①在24h内，A组(小规格克氏原螯虾)在氨氮质量浓度为125.88mg/L时出现死亡，而B组(大规格克氏原螯虾)在氨氮质量浓度为194.66 mg/L时出现死亡，且A组的死亡远高于B组。②氨氮质量浓度对不同规格的克氏原螯虾的急性毒性强度不同，A组在96h内全部死亡的最高氨氮质量浓度为436.46mg/L，而B组为501.27mg/L。

表1 氨氮对克氏原螯虾成虾的急性毒性试验结果

注：非离子氨浓度以各水族箱实测pH、水温24.9℃条件下参照于波等[8]的方法换算得到。

表2 氨氮对克氏原螯虾的半致死浓度(LC50)及安全质量浓度(SC)

在相同氨氮质量浓度下，除去最低剂量组，染毒时间越长，成虾的死亡率越高；而在相同的染毒时间内，浓度越高成虾的死亡率越高。依据表1的数据，根据改良寇氏法计算氨氮对不同规格的克氏原螯虾的半致死浓度(LC50)及安全质量浓度(SC)。具体结果见表2。

由表2可以看出，离子氨氮对克氏原螯虾试验虾的安全质量浓度(SC)A组为37.89mg/L，B组为76.95mg/L；非离子氨对克氏原螯虾试验虾的安全质量浓度(SC)A组为1.56mg/L，B组为2.62mg/L。

3 讨论

在水产养殖过程中，氨氮浓度突变是一个比较重要的胁迫因子，当氨氮达到一定浓度时，对水生生物的生长、发育、免疫力等都会产生一定的影响。克氏原螯虾成虾对氨氮具有较强的耐受力，远远大于体长在5cm左右的南美白对虾(其氨氮和非离子氨氮对南美白对虾的安全浓度分别为2.667mg/L和0.201mg/L)[12]和体长在2.84～4.27cm的澳大利亚红螯螯虾(该虾对水中氨氮浓度的耐受性为：48hLC50为118.06mg/L)[13],对氨氮耐受力的不同可能与虾的品种、体质、不同生长阶段以及实验环境的温度、pH等因素相关。有文献表明，水体充氧可以提高水生生物对氨氮的耐受力。徐勇等[14]研究了正常溶解氧(5.5～6.0mg/L)和过饱和氧(10～12mg/L)条件下亚硝酸盐和氨氮对半滑舌鳎急性毒性效应。结果表明,正常溶氧条件下,非离子氨对半滑舌鳎的48hLC50值和96hLC50值(95%可信限)分别为0.76mg/L(0.64～0.89mg/L)和0.58mg/L(0.48～0.70mg/L);而过饱和氧条件下非离子氨对半滑舌鳎的48hLC50值和96hLC50值(95%可信限)分别为2.53mg/L(2.42～2.66mg/L)和2.39mg/L(2.31～2.49mg/L)。高溶氧的存在能够显著提高水生生物对氨氮耐受力的现象在中国对虾[15]及大菱鲆[16]的研究中均有发现。

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2013-07-20

山东省科技发展计划项目(2010GCG20901) 。

钟君伟(1984-),男,硕士,助理研究员,主要从事水产动物病原学与免疫学研究。

[作者简介]朱永安，E-mail：zhuyongan1965@163.com。

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1673-1409(2013)23-0055-05