洗涤剂对黄鳝幼鱼急性毒性的研究

2014-01-16 00:35段国庆江河胡王凌俊胡玉婷潘庭双
东北农业大学学报 2014年8期
关键词:黄鳝幼鱼洗涤剂

段国庆,江河,胡王,凌俊,胡玉婷,潘庭双

(安徽省农业科学院水产研究所,合肥 230031)

洗涤剂对黄鳝幼鱼急性毒性的研究

段国庆,江河*,胡王,凌俊,胡玉婷,潘庭双

(安徽省农业科学院水产研究所,合肥 230031)

为探讨洗涤剂对黄鳝(Monopterus albus)幼鱼的影响,在室内条件下,采用单因素急性毒性试验法,测定A品牌洗衣粉、B品牌洗衣粉、C品牌洗洁精和D品牌洗衣液对黄鳝幼鱼的急性毒性作用。结果表明,4种洗涤剂对大规格幼鱼(平均全长为7.97 cm)24、48、72和96 h的半致死浓度分别为24 h LC50(142.1、86.9、101.2、54.6 mg·L-1)、48 h LC50(121.2、74.3、90.7、47.3 mg·L-1)、72 h LC50(116.5、68.1、86.5、41.0 mg·L-1)和96 h LC50(114.2、65.8、85.2、39.6 mg·L-1),安全浓度分别为26.5、16.3、21.8、10.7 mg·L-1,而小规格幼鱼(平均全长为3.60 cm)24、48、72和96 h半致死浓度分别为24 h LC50(95.3、89.5、82.3、31.6 mg·L-1)、48 h LC50(85.8、80.6、77.3、29.5 mg·L-1)、72 h LC50(84.3、75.2、74.9、28.1 mg·L-1)和96 h LC50(82.9、73.9、73.7、27.8 mg·L-1),安全浓度为20.9、19.6、20.4、7.7 mg·L-1。结果显示,各种洗涤剂的高浓度组均能使黄鳝幼鱼出现中毒症状并致死,但不同洗涤剂、浓度及作用时间产生毒害情况不同,幼鱼死亡率随着洗涤剂浓度增加和作用时间延长而增加,小规格幼鱼对洗涤剂的敏感性更强。

洗涤剂;黄鳝;幼鱼;急性毒性;半致死浓度

黄鳝(Monopterus albus),俗称鳝鱼、长鱼、田鳗、罗鳗、无鳞公子等,属硬骨鱼纲,合鳃目(Synbranchi formes),合鳃科(Synbranchidae),黄鳝属(Monopterus),喜栖息于稻田、沟渠、池塘、湖泊等水体中,我国除西北、西南高原地区外各淡水水域广泛分布,国外主要分布于日本、朝鲜、泰国、印度尼西亚、菲律宾及印度等地。近年来野外调查和黄鳝养殖市场反映情况表明,我国黄鳝野生资源锐减,环境污染物特别是水体环境污染物对黄鳝生存造成影响。

洗涤剂主要成分为阴离子表面活性剂,含有这类化学物质的污水未经处理直接排放,会破坏生态环境,对水生动物产生毒害作用造成死亡。由于黄鳝幼鱼呼吸依赖于皮肤和肠道,生存、生长必然受水体污染物影响。目前仅见消毒、驱虫试剂等对黄鳝急性毒性影响的研究,而阴离子表面活性剂对黄鳝幼鱼影响还未见报道。十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)、十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)是两种常见阴离子表面活性剂,早在上世纪70年代,Hope和Nomura先后研究烷基苯磺酸钠和直链烷基苯磺酸盐对动物胚胎致死效应[1-2]。近10年来有关SDS及SDBS对水生生物毒性研究主要以草鱼(Ctenopharyn-godonidellus)[3]、澎泽鲫(Carassius auratusvar.pengze)[4]、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)[5]、安氏伪镖水蚤(Pseudodiaptomus annandalei)[6]、蓝点笛鲷(Lutjanus rivulatus)[7]、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)[8]、刺参(Oplopanax elatus Nakai)[9]、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)[10]、褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)[11]、红剑鱼(Xiphophorus helleri)[12]、孔雀鱼(Poecilia reticulata)[12]和食蚊鱼(Gambusia affinis)[12]以及两栖动物蟾蜍[13](Toad)等为研究对象。本研究以不同规格的黄鳝幼鱼作为试验对象,研究四种洗涤剂对其毒性影响,旨在通过与其他水生动物敏感性比较,探讨黄鳝用于毒性试验的可行性,以期为洗涤剂的生态毒理评价和安全评估提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013年6~8月在安徽省合肥市安徽省农业科学院水产研究所黄鳝繁育试验基地进行。试验用鱼为该基地网箱生态繁育的黄鳝幼鱼,两种规格的幼鱼体长分别为3.60和7.97 cm,幼鱼先放于水族箱中暂养5 d,每日投喂水蚯蚓至试验前一日。

试验洗涤剂采购于超市,共4种,分别记为A品牌洗衣粉、B品牌洗衣粉、C品牌洗洁精和D品牌洗衣液。

1.2 方法

挑选无伤、健壮的个体作为试验用鱼,根据试验要求选取两种不同规格幼鱼分别进行洗涤剂急性毒性试验。试验所用洗涤剂溶液采用充分曝气的自来水配制,总量均为4 L,用HCl将溶液pH调整为7~8。试验时,各种洗涤剂均设置5个试验浓度,详见表1、表2,并设平行组和对照组,随机放入10尾规格基本一致的幼鱼。试验期间保持水温在26~28℃,溶氧水平为7.2 mg·L-1,水族箱规格为60 cm×40 cm×40 cm,试验持续96 h,前8 h每隔1 h连续观察鱼苗中毒症状,发现死亡个体及时捞出。以后记录24、48、72和96 h鱼苗死亡情况。判断鱼苗死亡的标准是,用镊子刺激鱼体无任何反应,即确定该鱼死亡。

根据水生生物毒性试验方法[14],在正式试验前先进行24 h不同浓度预试验,得出幼鱼无死亡最大浓度和全部死亡最小浓度,根据等对比间距法确定各试验组浓度[15],即:r=n-1其中r为相邻两个剂量比值,n为剂量组数,a、b分别为最低和最高剂量。

1.3 数据处理

试验数据以2个平行组数据的平均值表示,所有数据分析均采用单因素方差分析。半致死浓度采用寇氏法求出,计算公式如下[15]:

logLC50=Xm-d(∑p-0.5),其中Xm为最大剂量对数,d为相邻剂量比值的对数,p为各组死亡率。

安全浓度则按以下公式计算[14]:

表1 四种洗涤剂对大规格幼鱼的试验浓度Table 1 Testing concentration of four detergents for the large size juvenile

表2 四种洗涤剂对小规格幼鱼的试验浓度Table 2 Testing concentration of four detergents for the small size juvenile

2 结果与分析

2.1 黄鳝幼鱼对洗涤剂的毒性反应

试验开始后,低浓度接触洗涤剂的幼鱼没有出现异常反应,游泳动作、呼吸换气未出现异常变化;随浓度升高,幼鱼表现出焦躁不安、游动频率增加;8 h后,幼鱼对外界刺激反应迟钝,偶尔作挣扎性游动,游泳能力降低;24 h后,各种洗涤剂高浓度均出现幼鱼死亡,身体呈僵直或弯曲,鳃和肛门出血,体表粘液大量脱落。

就大规格鱼苗而言,A种洗涤剂浓度为220.1 mg·L-1时,试验开始3 h内即发现1尾幼鱼死亡,8 h内共有6尾死亡,未死亡幼鱼活力降低,游泳动作异常,濒临死亡,24 h内全部死亡;浓度为121.8 mg·L-1时,前8 h未发现幼鱼死亡,24 h发现死鱼,96 h共死亡8尾,死亡率为80%;浓度为100.0 mg·L-1时,96 h未发现死鱼。而小规格幼鱼在浓度为77.4 mg·L-1时,即出现死亡情况,死亡症状与大规格幼鱼相似。

B种洗涤剂浓度为141.4 mg·L-1时,大规格幼鱼2 h内出现幼鱼死亡,其余幼鱼表现得焦躁不安,频繁游至水面换气,8 h内全部死亡;浓度为118.9 mg·L-1时,8 h时死亡8尾,另2尾侧卧于水底基本丧失游泳能力,24 h时全部死亡;浓度为70.7 mg·L-1时,24 h内幼鱼无死亡,48 h发现5尾死鱼,96 h共死亡9尾,死亡率为90%。而小规格幼鱼在浓度为120.3 mg·L-1时,24 h内全部死亡,浓度为60.0 mg·L-1时,96 h内未发现死亡情况。

就大规格幼鱼而言,C种洗涤剂浓度为149.9 mg·L-1时,24 h幼鱼全部死亡;浓度为80.0 mg·L-1,24 h无死亡,96 h死亡率仅为30%;而小规格幼鱼在浓度为104.1 mg·L-1时,24 h内全部死亡,浓度为65.0 mg·L-1时,整个试验过程仅发现1尾死鱼。

D种洗涤剂浓度为100.3 mg·L-1时,大规格幼鱼表现极为狂躁、游动不止,时作冲刺挣扎状游动,仅1 h就出现鱼死亡情况,8 h内全部死亡。而小规格幼鱼在浓度为39.5 mg·L-1仅4 h全部死亡。

2.2 洗涤剂对黄鳝幼鱼急性毒性影响

洗涤剂对大规格黄鳝幼鱼的毒性影响见表3。可见,洗涤剂对黄鳝幼鱼的毒性影响明显,幼鱼死亡率随洗涤剂浓度和试验接触时间增加而增加,黄鳝幼鱼对不同洗涤剂的敏感程度不一样,在相同时段内,各种洗涤剂的半致死浓度大小依次为:A>C>B>D,即A毒性最小,而D毒性最大。因此,四种洗涤剂安全浓度依次也是A>C>B>D。

洗涤剂对小规格黄鳝幼鱼的毒性影响见表4。由表3与表4对比可见,小规格黄鳝幼鱼对4种洗涤剂的敏感性均要高于大规格幼鱼,例如A种洗涤剂对大规格黄鳝幼鱼48 h LC50为121.2 mg·L-1,大于小规格黄鳝幼鱼48 h LC50的值85.8 mg·L-1,其48 h安全浓度为26.5 mg·L-1,亦大于小规格幼鱼的20.9 mg·L-1,均说明较小规格幼鱼对洗涤剂更为敏感。而在不同种类洗涤剂比较中,小规格幼鱼半致死浓度大小依次是A>B>C>D,安全浓度依次是A>C>B>D。

表3 四种洗涤剂对大规格幼鱼的试验结果Table 3 Result of four detergents on the large size juvenile

表4 四种洗涤剂对小规格幼鱼的试验结果Table 4 Result of four detergents on the small size juvenile

续表

3 讨论与结论

从洗涤剂对黄鳝幼鱼急性毒性试验结果可见,在同一时间内随着洗涤剂浓度的升高幼鱼的死亡率逐渐升高,在同一浓度下24 h LC50比48 h LC50值大,48 h比72 h LC50值大,72 h比96 h LC50值大,说明随时间延长黄鳝幼鱼对洗涤剂耐受性降低,这与洗涤剂在幼鱼体内积累程度有关。本试验结果显示,洗涤剂对黄鳝幼鱼具有明显的毒性作用,该研究得到的4种洗涤剂对两种规格黄鳝幼鱼24 h LC50分别为54.6~142.1和31.6~95.3 mg·L-1,明显高于陈建、吴国樵以及张云美等测得麦穗鱼(20~45 mg·L-1)[16]、鲫鱼(31~52 mg·L-1)[17]、红剑鱼(25~50 mg·L-1)、孔雀鱼(20~45 mg·L-1)、食蚊鱼(25~55 mg·L-1)[12]的LC50值。可见,不同种类的鱼对洗涤剂敏感程度相差很大,洗涤剂对黄鳝幼鱼半致死浓度下限与其他鱼类相差不大,但上限远高于其他鱼类,杨代勤研究表明,小规格幼鱼呼吸系统尚未发育完善,依然依靠皮肤等器官呼吸水中溶氧[18],大规格幼鱼一般以游至水面吞噬空气方式呼吸,因此吸入洗涤剂较少,导致其抗毒性增强。

表面活性剂是洗涤剂重要组分,约占10%~ 30%[19]。不同洗涤剂含表面活性剂种类和含量各有差异,这可能是不同洗涤剂在同等时间下对同种规格的黄鳝幼鱼毒害程度不同的原因。该试验中洗涤剂对黄鳝幼鱼的24 h LC50换算成表面活性剂的含量约为6.32~28.42 mg·L-1,刘淑英等研究表明,暴露在质量浓度为25 mg·L-1表面活性剂中鱼鳃组织结构发生变化,膜通透性增大[19],黄鳝幼鱼主要依赖肠道呼吸,膜通透性增大直接导致肠道、鳃丝出血,与本试验观察到的鳃和肛门出血现象吻合。

SDS、SDBS和LAS都是重要的阴离子表面活性剂,是本试验用洗涤剂主要有效成分,SDS对草鱼96 h LC50为5.2 mg·L-1[3],LAS纯品对草鱼苗96 h LC50值为5.9 mg·L-1,均属中等毒性[20]。Verma等研究表明,SDS对鱼类的96 h LC50通常在0.59~38 mg·L-1[21-22],本试验获得不同规格黄鳝幼鱼96 h LC50均处于此范围内,大规格幼鱼96 h LC50为39.6~114.2 mg·L-1,而小规格幼鱼96h LC50为27.8~82.9 mg·L-1,说明大规格幼鱼对SDS毒物的耐受程度较强。陈清香、郭伟等研究表明,SDS、SDBS和LAS对不同发育期幼鱼毒性效应不同[6,23],鱼卵和幼体对污染物更敏感,阴离子表面活性剂毒害主要作用是影响鱼卵正常发育,对鱼卵孵化率、鱼脊椎骨有致畸作用[24]。洗涤剂对仔稚鱼或更小规格幼鱼影响更大,并将影响到种群繁衍,对野生黄鳝资源具有破坏性影响。

徐立红、张云美、吴国樵等研究表明,洗涤剂溶液存放一定时间毒性并没有明显降低[12,17,25],不经处理洗涤剂直接排入水体,将对水生生物产生严重危害。洗涤剂溶液排入环境后毒性作用机理是否发生变化尚不清楚,是否会在环境因子作用下加速或减缓降解,是否与环境因子相互作用发生协同或拮抗作用尚待深入研究。

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Acute toxicity of detergents onMonopterus albusjuvenile

DUAN Guoqing, JIANG He,HU Wang,LING Jun,HU Yuting,PAN Tingshuang(Fisheries Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,China)

In order to explore the effect of detergents onMonopterus albusjuvenile,under indoor condition,single-factor acute test was carried to evaluate the acute toxicity of four kind of detergents to Monopterus albusjuvenile.Results showed that the 24,48,72 and 96 h LC50values of detergents for the large size juvenile(average size:7.97 cm)were 24 h LC50(142.1,86.9,101.2 and 54.6 mg·L-1),48 h LC50(121.2,74.3,90.7 and 47.3 mg·L-1),72 h LC50(116.5,68.1,86.5 and 41.0 mg·L-1)and 96 h LC50(114.2,65.8,85.2 and 39.6 mg·L-1),respectively.Safe concentration was 26.5,16.3,21.8 and 10.7 mg·L-1.And the 24,48,72 and 96 h LC50values of detergents for the small size juvenile(average size:3.60 cm) were 24 h LC50(95.3,89.5,82.3 and 31.6 mg·L-1),48 h LC50(85.8,80.6,77.3 and 29.5 mg·L-1),72 h LC50(84.3,75.2,74.9 and 28.1 mg·L-1)and 96 h LC50(82.9,73.9,73.7 and 27.8 mg·L-1),respectively.Safe concentration was 20.9,19.6,20.4 and 7.7 mg·L-1.The results indicated thatMonopterus albusjuvenile could be poisoned and eventually caused to death by these four detergents of high concentration. However,poisoning varies by different detergents,different concentrations and action period.Juvenile mortality generally increases with increasing detergent concentration and prolonged action period.

detergents;Monopterus albus;juvenile;acute toxicity;LC50

S949

A

1005-9369(2014)08-0084-06

2014-02-28

农业部行业(农业)科研专项(201003076);安徽省农业科学院院长青年创新基金项目(12B0516);安徽省科技攻关项目(12010 302056);安徽省农业科学院黄鳝创新团队科研计划项目(12c0501)

段国庆(1984-),男,助理研究员,硕士,研究方向为淡水渔业。E-mail:duangq2010@126.com

*通讯作者:江河,高级工程师,研究方向为淡水水产养殖。E-mail:hfjianghe@sohu.com

时间2014-7-18 14:59:24[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140718.1459.005.html

段国庆,江河,胡王,等.洗涤剂对黄鳝幼鱼急性毒性的研究[J].东北农业大学学报,2014,45(8):84-89.

Duan Guoqing,Jiang He,Hu Wang,et al.Acute toxicity of detergents onMonopterus albusjuvenile[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(8):84-89.(in Chinese with English abstract)

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