中华米虾对高锰酸钾耐受性的研究

高尚帝 张宇明

摘 要：水产养殖在中国非常普遍，水产养殖常用的消毒剂就有高锰酸钾（Potassium permanganate），其溶液具有较强的消毒，杀菌和防腐的作用。既能消毒杀菌又能促进植物生长。因此，高锰酸钾是一种肥药兼用的杀菌剂。

据了解，该药品各地药店均有销售，且价格便宜，采购也比较方便。因此，高锰酸钾在我们的生活中较为常见。然而，高锰酸钾使用不当也会给很多水产动物造成危害。

本文以中华新米虾（Neocaridina denticulata sinensis）为研究对象，主要探究高锰酸溶液对中华新米虾的毒性作用。主要实验方法是将中华新米虾成虾放置在浓度为3mg/L-12mg/L的1L高锰酸钾溶液中。设置两个平行组，每个浓度每组里面放置6只中华新米虾。实验期间配置好溶液并将中华新米虾放入容器后，将实验室窗帘拉上。尽量避免光照对高锰酸钾的影响。分别记录24h、48h、72h以及96h后，不同浓度高锰酸钾溶液对虾的致死个数，从而计算出不同时间的致死率。然后通过excel工具得到一元方程式。計算出24h、48h、72h、96h的半致死浓度分别为8.24mg/L、6.76mg/L、5.94mg/L和5.32mg/L。

结果表明：高锰酸钾溶液浓度高于5.32mg/L时会严重影响中华新米虾的健康。

关键词：中华新米虾；高锰酸钾；半致死浓度

1 绪论

高锰酸钾 （Potassium Permanganate）又称锰酸钾，俗称灰锰氧、PP粉。分子式KMnO₄，分子量158.04.颜色呈深紫色，带有蓝色的金属光泽。为棱形的长条状结晶颗粒。高锰酸钾易溶于水，以及甲醇、丙酮等有机溶剂。其溶液见光易失效。由于高锰酸钾价格低廉，采购方便，在杀灭原虫，单殖吸虫类等寄生虫有着显著的成效，而且副作用极小。因此是一种既经济又安全的渔药。

中华新米虾（Neocaridina denticulata sinensis）属甲壳纲、十足目、匙指虾科、米虾属。主要分布于我国的稻田，溪流、池塘等淡水水域[1]。可食用也可作为饵料，是一种小型的经济虾。其生命力强，繁殖快。由于其分布广，产量大，是一种很好的实验动物。

2 材料与方法

2.1实验材料

2.1.1受试动物及试剂

实验所用的中华新米虾购自江苏省徐州市铜山新区文沃市场。中华新米虾个体小，体长约2.5厘米左右。全身为墨绿色，其背面中央有一道不规则棕色的斑纹。5对步足，前2对步足呈钳状，螯的两指内面凹陷，略呈匙状。中华新米虾买回来后，立即放在塑料水族箱（50cm×40cm×40cm）中饲养。实验用水为曝气24小时的自来水，每两天换一次水。所换水也是为曝气24小时的自来水。实验时均取用个体大小均匀，健康活泼，反应灵敏的个体。高锰酸钾溶液取自江苏师范大学泉山校区4号楼304实验室。经鉴定，所用高锰酸钾性质正常，没有失效。

2.1.2实验仪器与条件

主要仪器：电子分析天平，人工培养箱（24cm×13cm×8cm），塑料水族箱（50cm×40cm×40cm），蒸馏水，胶头滴管，250ml量筒，100ml量筒，大烧杯，1L容量瓶、玻璃棒、放大镜、捕虾网等。

实验条件：实验在人工培养箱（24cm×13cm×8cm）中进行，实验用水为蒸馏水，首先进行预实验。实验过程中保持实验室窗帘关闭状态。实验溶液的体积为1L，每个培养箱内放入6只中华新米虾。每隔24h观察一次结果。

母液配制：实验使用的高锰酸钾溶液现配现用，不保存，以防止高锰酸钾失效。实验时，称取50mg高锰酸钾，溶于1000ml蒸馏水中。充分溶解，摇匀，作为母液待用。

2.2实验方法

在进行正式实验之前，先进行预实验，得到高锰酸钾对中华新米虾全部死亡和全部存活的浓度范围[5]。设定5个浓度，分别为1mg/L、5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L。根据预实验的结果，正式实验的浓度为3mg/L-12mg/L。设置一个实验组和两个平行组，在每个实验组中放入等数目的米虾（6只），分别记录24h、48h、72h、96h后的死亡个数并计算出死亡率，并以浓度和死亡率分别为X、Y轴绘制出统计图。最后可使用excel工具使用线性预测做出趋势线。并根据趋势线求得一元线性回归方程，计算出各个时间段所对应的LC50[6]。每一轮实验结束后都要将培养箱以及其他实验器材清洗干净，培养箱要将其内壁的高锰酸钾清洗干净才能进行下一轮实验。全部实验结束后，要将实验器材和试剂放回原处。培养箱要摆放整齐，并清理实验室卫生。

2.3计算方法

预实验死亡率：直接根据实验结果计算米虾的死亡率。

正式实验阶段：

死亡率：分别计算出实验组和平行组的死亡率，然后求其平均值并以此值作为该浓度的致死率。

一元线性回归方程：在Excel表中绘制好统计图后，做出趋势线并直接得到回归方程。

LC50：根据一元线性回归方程，将Y=50%带入求的对于时间点的X值即为半数致死浓度。

判断其死亡的标准为：多次用玻璃棒碰触静置与培养箱箱底的虾，完全无反应即判定为死亡[7]。

3 结果与分析

3. 1预实验结果

用50mg/L的母液配制1mg/L、5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L，总体积为1L的实验液，混合均匀后各放入体型大小近似且健康有活力的米虾3只，24小时后观察其死亡数量分别为0个、0个、3个及3个。

根据以上实验结果，可初步确定全致死最低浓度在15mg/L以下，缩小浓度范围，分别为1mg/L、2 mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L、6 mg/L、7mg/L、8 mg/L、9 mg/L、10 mg/L，24h后观察其死亡数量分别为0个、0个、0个、1个、1个、2个、1个、2个、1个、2个。根据实验结果，得到24h后全部存活最高浓度为3mg/L。到此，预实验结束，下一步开始正式实验。

3. 2正式实验结果

根据预实验的实验结果，在全活最高浓度3mg/L和全致死最低浓度15mg/L之间，等间隔设置13组实验组并分别设置2组平行组。配置好实验液并充分混合摇匀后，每个实验箱内放入6只活泼，体型大小相近的米虾。由于正式实验时所使用的培养箱较多，因此在实验过程中要将每个培养箱上标有记号。并将培养箱按照浓度梯度的顺序依次摆放整齐，以便观察实验情况与记录。

4 讨论

高锰酸钾对中华新米虾的毒性还是比较明显的。从图1可知，浓度是影响高锰酸钾毒性的主要原因，这与参考文献中提到的观点相一致。24小时的半致死浓度为8.24mg/L，48小时的半致死浓度为6.76mg/L，72小时的半致死浓度为5.94mg/L，96小时的半致死浓度为5.32mg/L。从表3可以看出，低浓度下，时间对中华新米虾的致死率影响并不是非常大，主要可能是由于高锰酸钾失效的原因。由于实验所用的中华新米虾购买于菜市场，所以为了尽可能购买到活的并且健康的米虾，必须起早去菜市场，并且携带小桶和曝气水。另外，购买米虾需分多次购买，以免单次购买过多导致密度过大死亡。为了减小高锰酸钾失效对本实验的影响，实验过程中实验室的窗帘均处于关闭状态。本实验所用的线性预测合理的预测了米虾对高锰酸钾的耐受性[9]。

目前，对浮游动物、鱼类、虾类及贝类研究的文章较多，但是高锰酸钾对水产的毒性影响还较少[10]。尤其是高锰酸钾对中华新米虾的毒性研究。因此本实验也可以为此方面弥补一些空白。本实验采用线性预测的方法计算得出半致死浓度，相较于传统的方法更加方便和快速，同时也能够获得较为准确的数据。实验过程中每天至少观察2次结果，及时了解实验情况。此外，在预实验阶段还同时进行了两组实验，可大大节约实验时间。为增加实验的可靠性和说服力，实验均设有两组平行组。不过由于实验过程中为了避免高锰酸钾失效，实验过程中均采取了将实验室窗帘关闭的措施。这与自然条件下，高锰酸钾直接暴露在水里有差别。另外，本实验采用线性预测的方法计算出半致死浓度，不同的评价方法和模型方法得出的结论会有一定的差别。因此，中华新米虾对高锰酸钾的耐受性还需进一步讨论和研究。但是本实验提供了较为真实的实验数据，对以后相关实验可能有一定的参考意义。

参考文献

[1] 李学峰，周启星，罗义. 甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的毒性效应[J]. 中国環境科学，2013，03：530-537.

[2] 曹运刚，黄勇. 普通洗涤剂对中华新米虾的急性毒性影响[J]. 河南水产，2013，04：31-32.

[3] 吴志新，陈孝煊，李良华. 红螯螯虾对高锰酸钾、敌百虫和漂白粉耐受性的研究[J]. 华中农业大学学报，1998，01：65-69.

[4] 熊斌. 聚维酮碘和高锰酸钾对南美白对虾仔虾的急性毒理试验[J]. 河北渔业，2014，04：8-10+55.