溴氰菊酯在模拟河蟹稻田养殖系统中的归趋性研究

尹君 石晓旭 陈亦

摘要[目的]建立模拟稻田养殖系统，研究溴氰菊酯在生态系统中的代谢及分布。[方法]采用HPLC测定水体、土壤、水稻根、河蟹肝胰腺及血浆等不同样品中溴氰菊酯的残留量及在环境中的分布和消除规律。[结果]试验结束时，溴氰菊酯在水体中残留量低于检测限;底泥中残留量高达1 500.48 μg/kg，消除半衰期长约104 d。[结论]溴氰菊酯肝胰腺组织中的残留量大于血浆组织中的残留量，易在河蟹肝胰腺内积累，其残留量具有组织差异性。

关键词溴氰菊酯;稻田养殖生态系统;吸收;残留;消除

中图分类号S482.3文献标识码A文章编号0517-6611（2018）25-0009-03

Distribution of Deltamethrin in Simulated Rice Field System of Chinese Mitten Crab （Eriocheir sinensis）

YIN Jun，SHI Xiaoxu，CHEN Yi et al

（Agricultural Technology Extension Center of Pudong New District of Shanghai， Shanghai 201201）

Abstract[Objective] The aim of this study is to establish a simulated rice farming system to study the metabolism and distribution of deltamethrin in the ecosystem. [Method] The residues of deltamethrin in different samples of water， soil， rice root， crab， hepatopancreas and plasma and their distribution and elimination in the environment were determined by HPLC.[Result]At the end of the test， the residual amount of deltamethrin in water was lower than the detection limit， and the residue in the sediment was up to 1 500.48 μg/kg， and the halflife was about 104 d. [Conclusion] The residual amount of deltamethrin in the hepatopancreas was greater than that in the plasma tissue. It was easy to accumulate in the hepatopancreas of the river crab. The residual amount of the liver and pancreas was different from that of the tissue.

Key wordsDeltamethrin;Simulated rice field system;Absorption;Residue;Elimination

河蟹稻田養殖是中国种植业和渔业相结合的新型生态养殖方式，由于其能使稻田的生态系统在结构和功能上得到合理改善，实现种养共生互利，取得最佳的生态经济效果[1-2]。但随着河蟹稻田养殖技术的发展，种稻过程中所用的农药及养殖水产品使用的渔药产生的食品安全性问题成为研究的热点。溴氰菊酯是一类含有苯氧基的环丙烷酯的拟除虫菊酯类农药，广泛用于农作物的病虫害防治，同时可防治河蟹寄生虫病[3]，对人畜的毒性虽比有机磷和氨基甲酸酯类低，但其潜在的雌激素[4]作用特性需引起高度重视，近年来大量的使用溴氰菊酯直接或间接地威胁水生动物的生存及生态系统平衡。这类药物属于高亲酯性杀虫剂，在水中能直接进入河蟹的鳃和血液，水产品对其的转化和排泄能力明显低于对农药的积累，同时这类农药可通过钠离子通道干扰非靶生物的神经传导功能，因此，拟除虫菊酯类农药对水生动物有很强的毒性。进入生态系统中的溴氰菊酯会受各种物理或化学因素发生降解及迁移，其或是吸附于土壤等沉积物，或是被生物体吸收进而通过食物链进行传递。因此，研究养殖系统中溴氰菊酯的分布代谢是非常有意义的。我们以河蟹稻田模拟养殖系统为研究对象，研究溴氰菊酯在生态系统各组分中的分布及代谢情况，旨在建立拟除虫菊酯农药对水体生态的破坏性评估数据，为农业生产中安全使用拟除虫菊酯类农药提供参考。

1材料与方法

1.1仪器与设备

Aglient-1100型高效液相色谱仪配自动进样器，美国Aglient公司产品;漩涡混合器，美国Thermo fisher公司产品;旋转蒸发仪，德国Eppendorf公司产品;精密电子天平（METTLER AB104-N）;高速冷冻离心机，德国Eppendorf公司产品。有机玻璃水族箱：V 150 L，h 100 cm，S 15 dm2。

1.2药品与试剂

溴氰菊酯标准储备溶液（100 μg/mL，农业部标准物质中心GSB05—2310;色谱纯乙腈，购自德国默克公司;乙酸乙酯，正己烷。溴氰菊酯标准中间溶液（50 μg/mL）），配制：准确移取500 μL溴氰菊酯标准储备溶液，氮吹至近干，加1 mL乙腈，再次氮吹至近干，超纯水稀释定容至10 mL，4 ℃下保存。

1.3试验动物

中华绒螯蟹：平均质量（10.0±0.5）g，蟹体表以及解剖观察健康。水稻根：去掉老根及枯叶，于ZPJ-1植物培养架培养7 d，培养温度25 ℃，光照周期12 h。土壤：采自崇明稻田试验区，经检验所有试验材料不含溴氰菊酯。

1.4模拟河蟹稻田养殖系统的构建

在室外培养3个小型的模型河蟹稻田养殖系统。每个水缸底部铺上厚约10 cm的土壤，注入曝气48 h的自来水30 L，水深约5 cm，自然光照，充氧平衡7 d。栽入水稻苗60棵。水稻长势良好，生态缸较为稳定后，放入40只河蟹，水温控制在25 ℃左右，每3 d用自来水补充蒸发失水，使水深保持在5 cm。试验期间投喂适量空白饲料。

1.5试验方法

1.5.1浸泡给药及取样。

试验用河蟹共27尾，每个时间点取3只。用超纯水定容配制成100 μg/L溴氰菊酯浸泡溶液，将100 mL浸泡溶液单次倒入模拟生态系统中，给药前禁食24 h，给药后6 h投饵，并在给药后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48、96 h分别取血浆、肝胰腺、土壤、水体及水稻根样品，将取得样品置于-80 ℃保存。

1.5.2样品前处理方法。

将样品从低温冰箱取出，室温解冻。取1 mL血浆（1 mL水样经0.45 μm滤膜过滤，滤液供高效液相测谱测定使用）或1 g肝胰腺，土壤及水稻根样品匀浆置于15 mL离心管中，加入3 mL乙酸乙酯，漩涡振荡3 min后以4 500 r/min 离心10 min，取上清液于另一干净10 mL离心管。用3 mL乙酸乙酯重复提取一次后，合并上清液。45 ℃恒温条件下旋转蒸干，加1 mL流动相振荡溶解3 min。再用1 mL正己烷去脂2次，取下清液经0.45 μm微孔滤膜过滤后置于进样瓶中，用高效液相色谱进行检测。

1.5.3色谱条件。

色谱柱：Agilent Zorbax XDB-C18 分析柱（4.6 mm×150 mm×5 μm）。流动相：乙腈∶水=78∶22（V/V）;检测波长：205 nm;流速1 mL/min;柱温35 ℃;进样量为100 μL。

1.5.4溴氰菊酯标准溶液的配制和标准曲线的制备。

用流动相将溴氰菊酯标准储备溶液（100 μg/mL）分别稀释成质量浓度为0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00 μg/mL共7个质量浓度梯度的标准溶液，以HPLC仪分别测定其峰面积，然后分别制作2种标准品的标准曲线，并求出回归方程和相关系数。

1.5.5数据处理。

各组织中药代动力学模型拟合及参数计算采用药动学程序软件DAS 3.0进行计算，药物消除的药时曲线图及药物标准曲线则采用Microsoft Excel 2013软件绘制，数据统计学分析采用软件SPSS 13.0进行。

2结果与分析

2.1标准曲线、线性范围及检测限

在设定的色谱条件下，以高效液相色谱仪测定样品中溴氰菊酯的含量，色谱图基线走动平稳，特异性强，重现性好（图1）。溴氰菊酯在水样中的线性范围在0.05～5.00 μg/mL，在中华绒螯蟹血浆及肝胰腺中的线性范围在0.20～5.00 μg/mL，在水稻根和土壤中的线性范围在0.25～5.00 μg/mL（表1）。回归系数（r2）均大于0.999 5，线性范围良好，该方法的恩诺沙星最低检测限为0.005 μg/mL（表1）。

2.2回收率和精密度

加入低、中、高3个不同浓度水平的溴氰菊酯标准液，使溴氰菊酯在水体、土壤、水稻根、血浆及肝胰腺不同样品组织中的溴氰菊酯含量分别为0.05、0.50、2.00 μg/mL，测定回收率。由表2～3可以看出，溴氰菊酯浓度在0.05～5.00 mg/kg内，各组织样品中的回收率在8422%～122.80%，相对标准偏差为0.548%～5.147%，均能达到检测要求;其日内相对标准偏差为0.548%～5.147%，日间相对标准偏差在0.247%～6.147%，符合精密度的测定要求。

结果表明，检测方法可靠，重复性良好。准确度和精密度均符合测定要求。

2.3溴氰菊酯在各组分的含量变化及消除规律

将各时间点采得组织样品预处理后，利用HPLC分析测定溴氰菊酯的含量，对照组均未检出。

在模拟养殖生态系统中，水体、土壤、水稻根、中华绒螯蟹血浆及肝胰腺组织中的溴氰菊酯消除规律见表5、6。

3讨论

3.1模拟养殖系统的建立

根据稻田养殖中华绒螯蟹的生态组分建立模拟生态养殖系统。在稻田养殖过程中水稻作为生产者，为水生态环境提供氧气、净化水质并且遮阳避光。该试验选用水稻根、中华绒螯蟹、土壤及曝气自来水能够很好地模拟养殖生态系统。养殖水生态系统相比自然环境中的水生态系统来说，结构及组成成分较为简单，更接近人工建立的模拟水生态系统。模拟养殖生态系统的生物学组成、多種物理参数以及营养循环和自然生态系统较为相似，可以在人工控制的条件下研究外来物质在生态系统中的行为及生态效应。比单种生物测试提供更完整的信息，并且可以合理地将试验结果外推到自然生态系统中。国内外已经有许多学者利用微宇宙的试验方法研究兽药[5-7]、农药[8-10]及其他的有机污染物[11-12]在模型生态系统中的归趋行为及生态效应等问题。

3.2溴氰菊酯在水体、土壤及水稻苗中的分布及消除规律

水稻根能够快速地吸附溴氰菊酯，0～15 d茎叶中的溴氰菊酯的残留量不断增加，之后缓慢下降，在试验结束时还能在水稻根内检测到溴氰菊酯;以浸泡给药方式进入到中华绒螯蟹养殖系统中的溴氰菊酯，在系统中有多种降解方式。随水体进入动物体内进行生物降解、自然光降解及微生物降解外，环境中的离子及活性物质也会影响溴氰菊酯的降解。

3.3溴氰菊酯在中华绒螯蟹血浆及肝胰腺组织中的分布及消除规律

中华绒螯蟹的血浆及肝胰腺组织中的药物含量都能很快达到峰值随后迅速下降，试验7 d时开始缓慢增加到15 d后药物降解缓慢，药物利用率较低，总体呈前期快速上升、后期缓慢下降的趋势，变化趋势与此时土壤中含量变化相似，表明河蟹体内的药物含量与土壤中的药物含量有密切的关系。溴氰菊酯肝胰腺组织中的残留量大于血浆组织中的残留量，说明溴氰菊酯容易在肝胰腺组织内积累。

46卷25期李停停等金属硫蛋白的研究进展

参考文献

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