4种消毒剂处理对岩虫的急性毒性效应分析

陈志 周洪磊 林国明 李钧 胡丰晓 霍朋辉

摘 要： 为探明高锰酸钾、聚维酮碘、二氧化氯和聚六亚甲基胍对岩虫的毒性效应及安全浓度，采用常温半静水试验法，开展了这4种消毒药物对岩虫的急性毒性试验。结果表明：岩虫对4种药物的耐受力为10%聚维酮碘＞高锰酸钾＞10%二氧化氯＞25%聚六亚甲基胍。10%聚维酮碘对岩虫的24、48、96 h半致死质量浓度分别为418.41、242.67、89.49  mg·L  -1  ，安全质量浓度为8.95  mg·L  -1  ；高锰酸钾对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为14.10、9.59、7.38  mg·L  -1  ，安全质量浓度为0.74  mg·L  -1  ；10%二氧化氯对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为89.26、47.18、4.61  mg·L  -1  ，安全质量浓度为 0.46  mg·L  -1  ；25%聚六亞甲基胍对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为11.44、3.08、1.13  mg·L  -1  ，安全质量浓度为0.11  mg·L  -1  。在岩虫育苗和养殖生产中，聚维酮碘和二氧化氯的使用是适宜的，聚六亚甲基胍和高锰酸钾应当谨慎使用。

关键词： 岩虫；消毒剂；急性毒性；半致死浓度；安全浓度

中图分类号： S 963.1    文献标志码： A    文章编号： 0253-2301（2023）05-0015-06

DOI：  10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.05.003

Analysis on the Acute Toxic Effects of Four Kinds of Disinfectants on  Marphysa sanguinea

CHEN Zhi 1， ZHOU Hong-lei 2， LIN Guo-ming  3* ， LI Jun 3， HU Feng-xiao 4， HUO Peng-hui 5

（1. Fujian Research Institute of Freshwater Fisheries， Fuzhou， Fujian 350002， China; 2. Fujian Yangze Marine

Biotechnology Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian 350603， China; 3. Institute of Oceanology， Chinese Academy of

Sciences， Qingdao， Shandong 266001， China; 4. Institute of Oceanology， Fujian Agriculture and Forestry

University， Fuzhou， Fujian 350002， China; 5. Fisheries College of Jimei University， Xiamen， Fujian 361021， China）

Abstract：  In order to explore the toxic effect and safe concentration of potassium permanganate， povidone iodine， chlorine dioxide and polyhexamethylene guanidine on  Marphysa sanguinea，  the acute toxicity test of these four disinfectants on   M.sanguinea  was carried out by using the semi-hydrostatic test at room temperature. The results showed that the tolerance capability of  M.sanguinea  to the four kinds of disinfectants was 10% povidone iodine>potassium permanganate>10% chlorine dioxide>25% polyhexamethylene guanidine. The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 10% povidone iodine were  418.41 ，  242.67  and  89.49   mg·L  -1  ， respectively， and the safe concentration was  8.95   mg·L  -1  . The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of potassium permanganate were  14.10，   9.59  and  7.38   mg·L  -1  ， respectively， and the safe concentration was  0.74   mg·L  -1  . The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 10% chlorine dioxide were  89.26，

47.18  and  4.61   mg·L  -1  ， respectively， and the safe concentration was  0.46   mg·L  -1  . The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 25% polyhexamethylene guanidine were 11.44 ，  3.08  and  1.13   mg·L  -1  ， respectively， and the safe concentration was  0.11   mg·L  -1  . The use of povidone iodine and chlorine dioxide was suitable in the breeding and culture production of  M.sanguinea，  while polyhexamethylene guanidine and potassium permanganate should be used with caution.

Key words：   Marphysa sanguinea ； Disinfectant； Acute toxicity； Median lethal concentration； Safe concentration

岩虫 Marphysa sanginea 属于环节动物门 Annelida 多毛纲Polychaeta矶沙蚕科Eunicidae岩虫属 Marphysa ，俗称红虫、扁食、本虫，在我国沿海分布广泛，是潮间带中低潮区泥砂滩涂的常见种，在世界各地也有丰富的种类分布。由于岩虫营养丰富并具有独特的诱食性，被称为“万能饵料”，国内和国际市场需求量很大。与双齿围沙蚕和其他沙蚕科种类生命期短、且繁殖后死亡的特性不同，岩虫生命周期长达数年，可多次繁殖而不发生繁殖后群体死亡，从而可以保持常年均衡的供应市场。岩虫含有大量必需高不饱和脂肪酸，是鱼虾繁殖产卵必不可少的促熟生物饵料。由于全球范围内的环境变迁和大量采捕，岩虫资源日渐枯竭，因此国内外学者和相关企业对岩虫的繁育和养殖技术研发相当关注。在人工繁殖和养殖岩虫的过程中，因为养殖密度高容易发生各种细菌霉菌性流行病，通常使用各种消毒杀菌剂来防治病原生物并改善水质。因此，研究如何科学选择和安全使用环保型消毒杀菌药剂是十分必要的。

关于岩虫的繁殖生物学  [1-2] 、人工育苗  [3-4] 、养殖技术  [5] 及其营养分析  [6] 已有相关报道，但有关消毒药物对岩虫的毒理学研究尚未见报道。本研究通过开展4种常用化学消毒剂对岩虫的急性毒性试验，明确各种药物的急性毒性效应及安全质量浓度，为今后岩虫规模化养殖水体和底质的消毒与病害防治提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

试验用岩虫于2022年10月至11月取自福建省福州市罗源县的福建洋泽海洋生物科技有限公司鉴江基地。试验前，选取该基地同一批同池、外观完整无伤、摄食正常、体质健壮、体重相当的岩虫为试验材料，平均体长（21.5±1.2 ）cm，平均体质量（3.2±1.9）g。暂养试验容器长宽高为 87 cm× 64 cm×59 cm的红色塑料箱，每箱装有150 L过滤海水。每箱放养20条岩虫，无底质，充气暂养3 d，虫体靠自身黏液包裹盘曲稳定后开始试验，试验期间不投饵，水温（25±0.5）℃，盐度28，溶解氧5～6  mg·L  -1  ，pH 7.8～8.4。

1.2 试验用消毒剂及配制

本试验选用了4种目前水产养殖中常见消毒剂，具体见表1。在试验前先配制成适宜浓度的母液，试验过程中再根据不同浓度梯度取相应量的母液进行稀释，配成所需的试验暴露浓度，试剂均现配现用。

1.3 试验方法

根据预试验的结果，各试验药剂设置5个浓度梯度组（表2）和1个空白对照组，每个试验浓度梯度设3个平行组。试验持续96 h，试验期间仔细观察岩虫行为及中毒状况，岩虫死亡的判断为：用玻璃棒多次刺激其头部、躯干和尾部无反应则判定为死亡，并及时取出。记录并统计24、48、96 h各浓度梯度的岩虫累计死亡数量。

1.5 计算方法

运用SPSS 25.0 软件的Probit回归处理分析各组数据，测算4种消毒剂在各个时间段的LC  50 和95%置信区间。4种消毒剂的安全浓度（SC）按如下公式计算  [7] ：安全浓度（SC，mg·L  -1 ）=96 h LC  50 ×0.1。

2 结果与分析

2.1 高锰酸钾对岩虫的急性毒性效应分析

由表3可知，随着高锰酸钾浓度的提高和试验时间的延长，对岩虫的急性毒性作用明显增强，死亡率逐渐升高，最高浓度组（25  mg·L  -1  ）在48 h时全部死亡。试验开始的3 h内，最低浓度组（3  mg·L  -1  ）的岩虫基本上没有出现明显不适，与对照组类似，虫体盘曲，头部埋藏在躯体下，体色正常。其他各试验组的岩虫均出现明显不安的反应，出现身体异常用扭动逃避，甚至离开底部在水体中摇摆游动，高浓度梯度组出现自切行为，进而反应迟缓。随着时间推移，试验组岩虫对高锰酸钾的刺激逐渐适应或反应开始迟钝，虫体慢慢停止挣扎，高浓度梯度组的岩虫体前部移动缓慢，显示活力明显减弱，对振动和闪光的反应迟缓，12 h内除最高浓度组（25  mg·L  -1  ）分別有1个和2个发生身体断裂外，其他浓度组未出现断虫和死亡个体。试验进行到24 h时，5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为5%，9  mg·L  -1  浓度组的死亡率为25%，15  mg·L  -1  浓度组的死亡率为45%，25  mg·L  -1  浓度组的死亡率为90%。试验进行到48 h时，5  mg·L  -1  浓度组死亡率维持在5%，9  mg·L  -1  浓度组的死亡率为55%，15  mg·L  -1  浓度组的死亡率为75%，25  mg·L  -1  浓度组的岩虫则全部死亡，虫体僵硬、体表沾染变性高锰酸钾的深棕色附着物，死亡岩虫体色和鳃丝呈现灰白色，局部有出现溃烂。试验进行到96 h时，5  mg·L  -1  浓度组的死亡率扔维持在5%，9  mg·L  -1  浓度组的死亡率为85%，15  mg·L  -1  浓度组的死亡率为95%。3  mg·L  -1  浓度组的岩虫，直到试验的96 h时未见死亡，只出现少量虫体反应迟钝现象。

高锰酸钾对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为14.10、 9.59、7.38  mg·L  -1  ，LC  50 的95%置信区间见表3，安全质量浓度为0.74  mg·L  -1  。

2.2 聚维酮碘对岩虫的急性毒性效应分析

由表4可知，随着聚维酮碘浓度的提高和试验时间的延长，对岩虫的急性毒性作用明显增强，死亡率逐渐升高。试验开始后各浓度梯度的岩虫都出现应激反应，身体异常用扭动逃避，多数离开底部在水体中摇摆游动。高浓度梯度组出现自切和断虫，进而反应迟缓。试验进行到24 h时，除最低浓度组（75  mg·L  -1  ）的无死亡外，其他浓度梯度由低至高各组的死亡率依次为5%、15%、40%、5%。试验进行到48 h时，75  mg·L  -1  浓度组的死亡率为5%，120  mg·L  -1  浓度组的死亡率为25%，194  mg·L  -1  浓度组的死亡率为35%，311  mg·L  -1  浓度组的死亡率为75%，500  mg·L  -1  浓度组的死亡率为80%。试验进行到96 h时，最低浓度组（75  mg·L  -1  ）的死亡率为40%，120  mg·L  -1  浓度组的死亡率为70%， 194  mg·L  -1  浓度组的死亡率为80%，311  mg·L  -1  浓度组死亡率为95%。500  mg·L  -1  浓度组的岩虫全部死亡，虫体僵硬、体表黏液少，死亡岩虫体色和鳃丝呈现灰白色，没有溃烂现象。

聚维酮碘对岩虫的24、48、96 h半致死质量浓度分别为418.41、242.67、89.49  mg·L  -1  ，LC  50 的95%置信区间见表4，安全质量浓度为 8.95  mg·L  -1  。

2.3 二氧化氯对岩虫的急性毒性效应分析

由表5可知，随着二氧化氯浓度的提高和试验时间的延长，对岩虫的急性毒性作用明显增强，死亡率升高，高浓度组（13.5  mg·L  -1  及以上）出现大量自切断虫现象，显示高浓度的二氧化氯对岩虫刺激大。试验进行到24 h时，最低浓度组（1.5  mg·L  -1  ）的岩虫无死亡，4.5、13.5、40.5和121.5  mg·L  -1  浓度梯度由低至高各组的死亡率分别为5%、10%、35%、55%。试验进行到48 h后，1.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为5%，4.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为10%，13.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为35%，40.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为40%，121.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为70%。试验进行到96 h时，1.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为30%，4.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为45%，13.5  mg·L  -1  浓度组的死亡率为70%，40.5 mg·L  -1  浓度组的死亡率为90%，121.5  mg·L  -1  浓度组的岩虫全部死亡。虫体断裂僵硬、体表黏液较多，死亡岩虫体色和鳃丝呈现灰白色，没有溃烂现象。

二氧化氯对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为89.26、47.18、4.61  mg·L  -1  ，LC  50 的95%置信区间见表4，安全质量浓度为0.46  mg·L  -1  。

2.4 聚六亚甲基胍对岩虫的急性毒性效应分析

由表6可知，随着聚六亚甲基胍浓度提高和试验时间延长，对岩虫的急性毒性作用明显增强，死亡率升高。试验开始后除了0.1和0.3  mg·L  -1  浓度组的岩虫保持正常行为外，其他更高浓度组的岩虫身体异常用扭动，并开始在水体中扭转游动呈现逃避反应，但未出现自切断虫，进而逐渐力竭落底，反应迟缓，体表黏液量少。至96 h时，0.1  mg·L  -1  濃度组的岩虫无异常反应，无死亡。试验进行到24 h时，0.1、0.3  mg·L  -1  浓度组无死亡个体，其他浓度由低至高各组的死亡率依次为10%、15%、40%。试验进行到48 h时，0.3  mg·L  -1  浓度组的死亡率为10%，0.9  mg·L  -1  浓度组的死亡率为20%，2.7  mg·L  -1  浓度组的死亡率为45%，8.1  mg·L  -1  浓度组的死亡率为75% 。试验进行到96 h时，0.3  mg·L  -1  浓度组的死亡率为20%，0.9  mg·L  -1  浓度组的死亡率为35%，2.7  mg·L  -1  浓度组的死亡率为75%，8.1  mg·L  -1  浓度组的死亡率为100%，死亡岩虫的虫体肿胀僵硬、体表黏液少，死亡岩虫体色和鳃丝呈现灰白色，没有溃烂现象。

聚六亚甲基胍对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为11.44、3.08、1.13  mg·L  -1  ，LC  50 的95%置信区间见表6，安全质量浓度为 0.11  mg·L  -1  。

3 结论与讨论

在岩虫的育苗和养殖过程中，需要对养殖池、底质进行消毒处理，以及岩虫在运输和分散养殖过程进行杀菌防病，因此需要筛选对岩虫低毒安全又具有高效消杀功效的消毒剂。4种消毒剂10%聚维酮碘、高锰酸钾、10%二氧化氯、25%聚六亚甲基胍对岩虫的安全浓度分别为8.95、0.74 、0.46、0.11  mg·L  -1  。综合4种消毒剂的特性和对岩虫的急性毒性效应分析，在岩虫育苗和养殖生产中聚维酮碘和二氧化氯可合理使用，而聚六亚甲基胍和高锰酸钾应当谨慎使用。

高锰酸钾是水产养殖中传统的杀菌药剂，具有很强的氧化能力，可以快速氧化蛋白质等有机物，起到杀菌消毒作用  [9] 。赖祖鹏等  [8] 报道了高锰酸钾对双齿围沙蚕24、48、96 h的半致死质量浓度分别为18.7、11.8、7.2  mg·L  -1  ，安全浓度为1.4  mg·L  -1  。陈志等  [10] 认为高锰酸钾对菲律宾蛤仔的安全浓度为0.24  mg·L  -1  。其他研究结果表明  [11-12] ，高锰酸钾对杂色鲍幼鲍的安全浓度为0.143  mg·L  -1  ，对皱纹盘鲍幼鲍的安全浓度为0.2  mg·L  -1  。本试验中高锰酸钾对岩虫的24、48、96 h半致死浓度分别为14.10、9.59、7.38  mg·L  -1  ，安全浓度为0.74  mg·L  -1  。岩虫与双齿围沙蚕分属于矶沙蚕科和沙蚕科，形态结构和生态习性类似，两者对高锰酸钾的耐受能力也在比较接近，但岩虫多生活于潮间带中低潮区和潮下带，比主要生活于潮间带的双齿围沙蚕更加敏感，不难理解岩虫的耐受力低于双齿围沙蚕。从上述试验报道分析，与菲律宾蛤仔、鲍鱼和海参相比，岩虫对高锰酸钾的耐受力更高，可能与岩虫体表分泌大量黏液具有一定保护作用有关。柯浩等  [11] 认为，高锰酸钾还原生成二氧化锰后容易沉积在鲍的鳃上从而影响其呼吸功能，同时高浓度的高锰酸钾会杀死鲍体表上的具有保护屏障作用的藻类，降低其抵抗力，易造成慢性中毒，故建议少用。

聚维酮碘为有机络合碘，一般认为其毒性小，安全性高，药效期长，可以抑制或杀灭细菌、真菌和病毒等病原体，常用作水体消毒和鱼虾卵及动物体表浸洗药浴。本试验结果，10%聚维酮碘对岩虫96 h LC  50 为89.49  mg·L  -1  ，安全浓度为8.95  mg·L  -1  。有关研究表明，聚维酮碘对双齿围沙蚕  [8] 的安全浓度为89.10  mg·L  -1  ；对杂色鲍幼鲍  [11] 的安全质量浓度为11.08  mg·L  -1  ；對菲律宾蛤仔  [10] 的安全浓度为11.04  mg·L  -1  ；对仿刺参幼参  [13] 的安全浓度为0.09  mg·L  -1  。而本试验得出的10%聚维酮碘对岩虫的安全浓度远低于已报道的对双齿围沙蚕的安全浓度，原因可能与选择的聚维酮碘产品厂家和配方不同有关，另外岩虫的生态习性也不同于双齿围沙蚕。尽管如此，岩虫的安全浓度远高于聚维酮碘在养殖生产中常用的泼洒消毒质量浓度（0.2～0.5  mg·L  -1  ），因此聚维酮碘在岩虫养殖生产和病害防治中可以按照常规用量作为消毒杀菌药物。

二氧化氯属于第四代环保型无残留的消毒药剂，具有广谱、安全、高效等特点，对病菌具有很强的氧化杀灭作用  [14] 。溶解在水中的二氧化氯会迅速吸附聚集在病毒的颗粒表面，破坏病毒衣壳上的蛋白质，抑制其特异性吸附，阻止对宿主细胞的感染  [15-16] 。二氧化氯具有很强的杀菌能力，药性的持续时间也较长，当用2.0  mg·L  -1  的剂量作用30 min时就能杀死几乎100%的病原微生物  [17] 。本试验中10%二氧化氯对岩虫的96 h LC  50 为4.61  mg·L  -1  ，安全浓度为0.46  mg·L  -1  。陈志等  [10] 报道菲律宾蛤仔对二氧化氯的安全浓度为0.68  mg·L  -1  ，相较于一些鱼虾类养殖品种，岩虫和菲律宾蛤仔对二氧化氯的表现较为敏感，但相对于水产养殖常用且二氧化氯在有效用量（0.1～0.3  mg·L  -1  ）具有较大冗余，仍不失为岩虫养殖过程中安全有效的环保型消毒剂。

聚六亚甲基胍（PHMG）是一种阳离子表面活性剂，呈正电性，与呈负电性的各类细菌、病毒吸附，抑制它们的分裂繁殖功能，且聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道，使微生物迅速窒息而死。张玮等 [18] 进行了聚六亚甲基胍消毒液进行了杀灭致病弧菌效果观察和对海产养殖动物的毒性研究，结果证明聚六亚甲基胍对副溶血弧菌、溶藻弧菌等均具有极好的杀灭效果，对杂色鲍等的发育和存活亦无毒副作用，可用于海产养殖环境消毒。此外，李锋等  [19] 的研究还表明，在常规使用剂量下，聚六亚甲基胍对养殖水体中的单胞藻不会产生直接的抑制效应。俞军等  [20] 学者各自的研究表明聚六亚甲基胍对鲫鱼出血病、对虾偷死症都具有很好的防治效果。王群等  [21] 报道，聚六亚甲基双胍对凡纳滨对虾成虾的安全浓度Sc为2.28  mg·L  -1  ，认为聚六亚甲基双胍的用量应控制在 0.5  mg·L  -1  之内；0.5  mg·L  -1  浓度以内对无节幼体的变态率无明显影响。聚六亚甲基胍对异育银鲫的96 h安全浓度为3.185  mL·m  -3  ，在养殖生产中推荐使用剂量为鱼类是1～1.5  mL·m  -3  ，虾、鳖类是0.5～1  mL·m  -3  ，因此认为作为一种水产消毒剂，聚六亚甲基胍值得推广  [22-24] 。本试验显示25%聚六亚甲基胍对岩虫的96h LC  50 为1.13  mg·L  -1  ，安全浓度为0.11 mg·L  -1  。与以往在海参和岩虫的养殖中实际防治用药剂量一致。与鱼虾等其他养殖动物的安全浓度相比明显较低，其原因可能在于，岩虫、海参都缺乏类似鱼虾等进化程度较高的呼吸器官，仅依靠皮肤和简单的氧气交换结构进行呼吸，而聚六亚甲基胍是高分子阳性表面活性剂，具有成膜性对细胞和皮肤表面呼吸有抑制作用。实践中也观察到在较高聚六亚甲基胍浓度下试验动物表面呈现水肿样表现。因此，在类似岩虫和海参一类行体表呼吸的种类养殖消毒中，应谨慎使用聚六亚甲 基胍。

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（责任编辑：柯文辉）