土霉素对大型溞的慢性毒性效应

何裕坚 梁志民 李适云 张宏涛

【摘要】土霉素是一种水产业上常用的药剂，为评价其对水生生态环境的安全性，采用化学品对水生生物的标准毒理试验方法，测定土霉素对大型溞的慢性毒性。21d慢性毒性效应表现为母代（F0代）大型溞的体长、蜕皮次数、产幼溞数、产胎数和初次产卵数均随浓度的增大而减少，其中对产幼溞数的影响最为显著；初次产卵时间随处理浓度的增加而延长。然而土霉素对子代（F1代）恢复的大型溞与空白对照组相比差异不显著，说明已染毒的大型溞的子代在适宜的环境中有可能恢复到原来的繁殖水平。

【关键词】土霉素；大型溞；慢性毒性；繁殖

土霉素是一种广谱抗生素，广泛用于人和动物的药物治疗，尤其在水产动物细菌性疾病防治（鱼类弧病菌、鳗鱼受德化氏病、鳗赤鳍病等）中作用显著。大量的土霉素以人体或动物排泄、水循环系统等途径流入环境中[1]，但常规的饮用水加氯消毒处理工艺和污水处理工艺也难以有效去除其中的土霉素[2]。据报道，土霉素在水环境中的累积已威胁水生生物的健康，影响水体的生态平衡[3]。

在水产养殖过程中使用土霉素，其作用于养殖动物，也作用于池中的浮游生物和细菌。浮游生物能为养殖动物直接或间接提供饵料，同时在保持水质和维持水体生态平衡方面起着极为重要的作用[4]。大型溞是小溪流和池塘中浮游动物的主要组成部分，它是鱼类（尤其是鱼苗）的主要食料，是水体食物网中的重要消费者，其在水域中数量的将直接影响鱼类的生长。

本试验以土霉素为测试物质，探讨其对大型溞的慢性毒性效应，主要进行了土霉素对大型溞F0代21d慢性毒性试验及其F1代21d的恢复试验。观察指标主要有体长、头胎个数、蜕皮数目、产小溞数、初次产小溞时间、初生小溞数、胎数、死亡率，对每个指标进行统计分析，预测土霉素对大型溞的毒性效应，为生态风险安全评价提供参考依据。

1.材料与方法

1.1 材料

大型溞引种于中国疾病预防控制中心，为62 D.M 纯品系生物株，参照大型溞测试标准方法，使用过滤除氯曝气自来水（pH7.9±0.5）为生活载体，斜生栅藻为饲料进行饲养。经实验室驯化培养后使其保持在孤雌生殖状态，选择出生6～24h，活泼、健康、大小一致的幼溞进行试验。

土霉素片（0.25g，25万单位），广东华南药业集团有限公司；95%乙醇（分析纯），佛山市远东化工试剂有限公司；36%～38%盐酸，广州化学试剂厂。

1.2 慢性毒性试验

21d慢性毒性试验参考OECD标准方法进行[5]，通过查阅文献和一系列的预试验结果，试验浓度以急性48h EC50为基础，以1.33倍为组间距，设置土霉素的浓度分别为7.5mg/L、9.98mg/L、13.3mg/L、17.6mg/L、23.5mg/L和31.2mg/L的受試物试验组以及1个空白对照组和1个溶剂对照组（溶剂用量与最高试验浓度组一致），曝气自来水作为试验用水，0.1mL 95%乙醇和0.1mL 0.1mol/L盐酸作为助溶剂，每个浓度20个平行。在100mL烧杯中加入50mL试验溶液，每只烧杯中放入1只6～24h的幼溞。试验期间采用半静态实验系统[6]，隔天更换试验溶液，每天用定量新鲜的斜生栅藻喂养，以确保F0代大型溞的营养需求。

分别选取试验处理组中母溞所生6～24h的头胎幼溞（F1代）20只，作为20个平行，分别放置于50mL没有土霉素的曝气自来水中进行为期21d的恢复培养，试验条件与上述慢性毒性试验相同。

试验期间每隔24h观察1次，取出新生的幼溞，记录母溞头次产卵的时间、头次产卵数、产幼溞数、产胎数、蜕皮次数和死亡率。最后，测量21d母溞的体长（不算触角和壳刺部）。

1.3 数据处理

运用SPSS 13.0统计软件，利用One-way Anova分析各种指标与对照组的差异显著性。

2.结果与分析

2.1大型溞产溞状况

表1 大型溞产溞结果统计

注：表内数据为平均值；同一列内具有相同字母表示与空白对照相比差异不显著，不同字母差异显著，p<0.05

从表1可得，大型溞经F0代染毒、F1代恢复试验，试验组与空白对照组比较，F0代的初次产卵时间受土霉素的影响比F1代的更为显著，在土霉素浓度为13.3mg/L时已有显著的影响。暴露在土霉素中的大型溞F0代初次产卵数与空白对照组比较，在土霉素浓度为13.3 mg/L时已有显著的影响；F1代经恢复培养后，在土霉素浓度为31.2 mg/L时才有显著差异。

此外，随着土霉素浓度的提高，F0代产幼溞数逐渐减少，与对照组比较有显著性差异。F1代恢复条件下与空白对照组比较基本无显著性差异，唯有浓度为23.5mg/L条件下的差异显著。经过21d的暴露，F0代对照组平均产溞6.4代，每一试验组与空白对照组比较，均有显著性差异。F1代恢复条件下，浓度分别为13.3mg/L、17.6mg/L、23.5mg/L受试物试验组的溞与空白对照组比较有显著性差异，其余各组差异不显著。

2.2 大型溞体长、蜕皮次数和死亡率

表2 大型溞21d体长、蜕皮次数、死亡率统计结果

注：表内数据为平均值；同一列内具有相同字母表示与空白对照相比差异不显著，不同字母差异显著，p<0.05

从表2可知，F0代除7.50mg/L试验组外，其余各组的体长与空白对照组比较均有显著性差异，大型溞体长均减少。F1代恢复条件下的各处理组除了31.2mg/L的体长与空白对照组比较有显著性差异外，其余各组与空白对照组比较都没有显著差异。

F0代染毒的蜕皮数与空白对照组比较，除浓度为7.50mg/L和9.98mg/L的处理组无显著性差异外，其余各组均有显著性差异。F1代恢复则除7.50mg/L和13.3mg/L处理组无显著性差异外，其余各组均有显著性差异。

F0代和F1代在实验21d后都有大型溞死亡，但死亡率均<20%。

3.讨论

目前，关于土霉素对水生生物影响的相关报道较少，大型溞作为重要的初级消费者，是水生食物链物质与能量传递的必须途径。有人曾报道在淡水生态系统中初级消费者的作用，能进行生物操纵，能够控制自养生物的量，进而影响初级生产力，对水质的自我净化作用产生影响[7]，因此，有必要深入了解該抗生素对大型溞的影响。相关研究表明，在水产养殖厂的沉积物中土霉素含量可高达285mg/kg[8]，这已威胁到了养殖厂水体中大型溞的生长。

土霉素对大型溞的21d慢性毒性试验期间，当浓度≥13.3mg/L时，土霉素对F0代大型溞最敏感的指标为产幼骚数，此外，蜕皮次数、胎数、体长、初次产卵时间和初次产卵数都有显著影响；F1代的大型溞在产幼溞数、体长、初次产卵时间和初次产卵数等指标上基本没有显著性差异。表明大型溞在无土霉素的培养基中进行恢复，基本上可以回复为原来繁殖水平，这可能是因为土霉素虽在大型溞母体中富集并起到作用，但并未转移到子代体中，该毒害作用是否转移到子代体中，还有待进一步的深入研究。这说明，土霉素对大型溞具有一定的毒性效应，因此，正在广泛使用的该类抗生素类药物所引起的环境风险应引起人们的足够重视。

参考文献

[1]刘新程，董元华，王辉.江苏省集约化养殖畜禽排泄物中四环素类抗生素残留调查[J].农业环境科学学报，2008，27（3）：1177

[2]Mompelat S，Lebot B，Thomas O.Occurrence and fate of pharmaceutical products and by-products，from resource to drinking water[J].Environment International，2009，35（5）：803

[3]俞道进，曾振灵，陈杖榴.四环素类抗生素残留对水生态环境影响的研究进展[J].中国兽医学报，2004，24（5）：515

[4]包文仲，刘振奇，申玉春，等.鱼池不同水层细菌的密度、昼夜波动及其与主要环境因子的关系[J].水产科技情报，1993，20（3）：101-104

[5]Organisation for Economic Co-operation and Development.Method 201 Guideline for Testing of Chemicals，Freshwater Alga and Cyanobacteria，Growth Inhibition Test[S].Paris：Environment Heath and Safety Publications，2004

[6]U.S.EPA Guidelines for Deriving Numerical National Water Quality Criteria for the Protection of Aquatic Organism and Their Uses[S].Washington：National Technical Information Service，1985

[7]张丽彬，王金鑫，王启山，等.浮游动物在生物操纵法除藻中的作用研究[J].生态环境，2007，16（6）：1648-1653

[8]王冉，刘铁静，王恬.抗生素在环境中的转归及其生态毒性[J].生态学报，2006，26（1）：265-269

作者简介

何裕坚（1987-）， 男，广东广州人，本科生，主要从事环境毒理与环境分析方面的研究。

基金项目

广东省科技计划项目（2013B090800004），佛山市院市合作项目No.2012HY100231

通讯作者：张宏涛