烯草酮·氯氰菊酯和2-4D丁酯对中华摇蚊幼虫的急性毒性研究

烯草酮氯氰菊酯和2-4D丁酯对中华摇蚊幼虫的急性毒性研究王镇江;刘曼红;方润东;王克;王亮
【摘要】[目的]评价农药对水生生物的毒理效应.[方法]采用静水法研究烯草酮、氯氰菊酯和2-4D丁酯对中华摇蚊(Chironomus sinicus)幼虫的急性毒性效应.分别设定不同浓度梯度进行急性暴露试验,于48 h时测定摇蚊幼虫组织匀浆超氧化物歧化酶(SOD)的活性.[结果]在氯氰菊酯和2-4D丁酯处理摇蚊幼虫12 h后,不同浓度间的存活率无显著差异,在48 h时随着农药浓度的增加,存活率下降.烯草酮、氯氰菊酯和2-4D丁酯对中华摇蚊幼虫48 h的LC50分别为1.842、0.150和1.999 mg/L,氯氰菊酯对中华摇蚊幼虫的毒性最高,其次为烯草酮,2-4D丁酯毒性最低.烯草酮对中华摇蚊幼虫组织SOD含量有明显影响,表现出剂量-效应关系;2-4D丁酯对组织SOD含量有明显影响,但未表现出剂量-效应关系;而氯氰菊酯对组织SOD 含量则无明显影响.[结论]该研究为水体污染监测和水环境中农药的残留提供理论依据.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2014(000)017
【总页数】3页(P5472-5474)
【关键词】中华摇蚊;急性毒性;烯草酮;氯氰菊酯;2-4D丁酯;超氧化物歧化酶
【作者】王镇江;刘曼红;方润东;王克;王亮
【作者单位】东北林业大学野生动物资源学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学野生动物资源学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学野生动物资源学院,黑龙
江哈尔滨150040;东北林业大学野生动物资源学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林
业大学野生动物资源学院,黑龙江哈尔滨150040
【正文语种】中文
【中图分类】S188;X835
在我国农药的平均用量为2.34 kg/hm2［1］，而杀虫剂占农药使用量的70%以
上［2］。

但随着农药大量、不合理的使用，农药残留已成为水环境的重要污染源之一［3］。

在农药污染的水体中，水生生物受到最直接的影响［4］，不仅导致
水生生物的病变，而且造成其死亡，甚至会通过食物链威胁人类自身的健康［5］。

因此监测水体中的农药残留是对水体环境监测和治理的基本前提。

摇蚊幼虫广泛存在于各种水体，是底栖动物的代表，是一种分布广泛且种类数量繁多的底栖动物，占底栖生物量的70% ～80%［6］。

国外多将其作为污染物质急性和慢性毒性测
试生物［7-10］。

近30年，国内外加强了摇蚊幼虫在水生态毒理学中的应用研究［11-13］。

笔者主要通过烯草酮、氯氰菊酯和2-4D丁酯对中华摇蚊(Chironomus sinicus)幼虫的急性毒性研究，探讨中华摇蚊幼虫对水体残留农药的中毒反应，旨在为水体污染监测和水环境中农药的残留提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料试验所用中华摇蚊购于哈尔滨市哈平路花鸟鱼虫市场，在实验室蒸
馏水环境下配制沉积物饲养2 d［14、］，挑选活性好、大小一致的四龄幼虫饥饿处理1 d后用于试验。

试验用水为蒸馏水，pH为(7.0±0.5)，水温为(18.5±1.5)℃。

所用农药和试剂:30% 烯草酮(大连松辽化工有限公司);4.5% 氯氰菊酯(商品名:高效氯氰菊酯，天津市汇源化学品有限公司);57%2-4D丁酯(吉林市升泰农药有限责任公司);SOD试剂盒(南京建成生物工程研究所)。

1.2 试验方法采用药液静水培养法进行急性毒性测定。

将烯草酮(0、0.305、
0.914、1.828、2.742、3.655 mg/L)氯氰菊酯(0、0.039、0.077、0.154、0.232、0.309 mg/L)、2-4D 丁酯(0、0.669、1.338、2.007、3.011、4.015 mg/L)用蒸
馏水配成 5 个不同浓度梯度，每个试验组设置3个平行样，并以蒸馏水设空白对照。

将用于试验的中华摇蚊幼虫放入500 ml烧杯中，每个烧杯放20个，每12 h 统计死亡数，并更换对应的药液，同时在体视显微镜下以探针触动摇蚊尾部及口器若不动视为死亡。

48 h后，在对照组中随机选取6个活性较好的摇蚊幼虫置于-20℃冰箱保存，用作蛋白质含量的测定。

SOD活性测定按照试剂盒说明书进行操作。

采用SPSS 17.0软件计算LC50及95%置信区间。

2 结果与分析
2.1 3种农药对中华摇蚊幼虫存活率的影响不同浓度烯草酮、氯氰菊酯、2-4D丁
酯对中华摇蚊幼虫存活率的影响见图1。

从图1可以看出，在烯草酮处理后，随着浓度的增加，中华摇蚊幼虫存活率不断下降(0.305 mg/L:F=6.250，DF=6，
P=0.017;0.914 mg/L:F=8.244，DF=6，P=0.008;1.828 mg/L:F=32.183，
DF=6，P ＜0.001;2.742 mg/L:F=15.704，DF=6，P=0.001;3.655
mg/L:F=38.711，DF=6，P ＜0.001)。

当质量浓度为3.655 mg/L，处理48 h以上时，中华摇蚊幼虫的存活率显著低于对照(t=2.551，DF=22，P=0.018)。

从图2可以看出，氯氰菊酯处理后中华摇蚊幼虫存活率随着处理浓度增加，存活
率不断下降(0.039 mg/L:F=6.267，DF=6，P=0.017;0.077 mg/L:F=21.048，
DF=6，P＜0.001;0.154 mg/L:F=21.138，DF=6，P ＜ 0.001;0.232
mg/L:F=74.316，DF=6，P ＜0.001;0.309 mg/L:F=49.625，DF=6，P＜0.001)。

当质量浓度为0.154 mg/L，处理48 h以上时，中华摇蚊幼虫的存活率显著低于
对照(t=2.606，DF=22，P=0.016)。

从图3可以看出，在2-4D丁酯处理后，随着浓度的增加，中华摇蚊幼虫存活率不
断下降(0.669 mg/L:F=8.471，DF=6，P=0.007;1.338 mg/L:F=27.119，DF=6，P ＜0.001;2.007 mg/L:F=22.453，DF=6，P ＜ 0.001;3.011 mg/L:F=121.33，DF=6，P ＜0.001;4.015 mg/L:F=44.685，DF=6，P＜0.001)。

当质量浓度为
0.669 mg/L，处理48 h以上时，中华摇蚊幼虫的存活率显著低于对照(t=2.140，DF=22，P=0.044)。

试验观察中发现，烯草酮、氯氰菊酯和2-4D丁酯处理后中华摇蚊幼虫并非立即死亡，先变得行动迟缓且“8”字运动不明显，后期触碰后才会运动，直至死亡。

在
3种农药中，烯草酮、氯氰菊酯处理中华摇蚊幼虫后虫体表面颜色加深至深红色;
而氯氰菊酯处理后一些虫体会剧烈运动，之后渐渐处于虚弱的状态，再刺激后才会运动，体色由红色变为淡红色乃至白色，且身体表面分泌出黏状物质。

图1 烯草酮对中华摇蚊幼虫存活的影响
图2 氯氰菊酯对中华摇蚊幼虫存活的影响
图3 2-4D丁酯对中华摇蚊幼虫存活的影响
2.2 3种农药对中华摇蚊幼虫的毒性比较中华摇蚊幼虫暴露于烯草酮、氯氰菊酯
和2-4D丁酯溶液24、36、48 h后，中华摇蚊幼虫的半致死浓度(LC50)见表1。

烯草酮和氯氰菊酯的剂量-效应曲线拟合度较好，而2-4D丁酯在48 h时剂量-效
应曲线拟合度较好，决定系数(R2)在0.80以上。

各药剂半致死浓度随时间的延长
而减小。

烯草酮对中华摇蚊幼虫24 h LC50(4.682 mg/L)为36 h-LC50(3.174 mg/L)的
1.475倍，36 h-LC50是48 h-LC50(1.842 mg/L)的1.723倍;氯氰菊酯对中华摇
蚊幼虫24h-LC50(0.611 mg/L)为36 h-LC50(0.332 mg/L)的1.840倍，36 h-
LC50是48 h-LC50(0.150 mg/L)的2.213倍;2-4D丁酯对中华摇蚊幼虫24h-
LC50(6.409 mg/L)为48 h-LC50(1.999 mg/L)的3.206倍。

由此得出，随着3种农药对中华摇蚊幼虫处理时间的增加，中华摇蚊幼虫的毒性也增强。

表1 3种农药对中华摇蚊幼虫的急性毒性农药名称时间∥h 回归方程χ2 DF 显著性p∥t LC50∥mg/L 95%置信限相关系数R2 990 36 y=0.479x-1.521 4.219 4 0.377 3.174 2.794～3.715 0.885 24 y=0.337x-1.579 5.262 4 0.261 4.682 3.853～6.330 0.810氯氰菊酯 48 y=7.405x-1.114 0.653 4 0.957 0.150 0.131～0.171 0.998 36 y=3.698x-1.229 3.994 4 0.407 0.332 0.274～0.444 0.990 24 y=3.118x-1.904 2.687 4 0.612 0.611 0.445～1.204 0.835 2-4D丁酯 48
y=0.537x-1.074 3.561 4 0.469 1.999 1.734～2.281 0.984 36 y=0.155x-0.993 6.215 4 0.184 6.409 4.479～16.032 0.623烯草酮 48 y=0.763x-1.406 0.866 4 0.929 1.842 1.640～2.059 0.
3种农药对中华摇蚊幼虫毒性差异明显，氯氰菊酯对中华摇蚊幼虫的毒性最强，48 h时，烯草酮的毒性比2-4D丁酯略高，烯草酮在其他对应时间的毒性均高于2-4D丁酯，但这2种农药对中华摇蚊幼虫的半致死率随处理时间的增加有逐步接近的趋势。

2.3 3种农药对中华摇蚊幼虫体内SOD含量的影响由图4可知，用烯草酮处理后的中华摇蚊幼虫组织SOD含量随着质量浓度的增加而降低;由图5可知，氯氰菊酯处理后的中华摇蚊幼虫组织SOD含量随着质量浓度的增加基本保持不变;但图6中2-4D丁酯的质量浓度在0.669～
3.011 mg/L时，组织SOD的含量逐渐降低，且下降较为平缓，而当质量浓度达到
4.015 mg/L时，组织SOD的含量明显降低，达到最低含量为(22.10±1.520 4)μmol/(min·mg)。

图4 烯草酮处理后摇蚊幼虫组织SOD含量
图5 氯氰菊酯处理后摇蚊幼虫组织SOD含量
图6 2-4D丁酯处理后摇蚊幼虫组织SOD含量
3 讨论
中华摇蚊幼虫对农药的生物积累作用与其生存环境的理化因子密切相关。

该研究表
明，不同浓度3种农药对中华摇蚊幼虫的存活率均有影响，在不同农药之间也存
在差异。

12 h时，烯草酮、氯氰菊酯和2-4D丁酯对摇蚊幼虫的毒性不明显;48 h 时，3种农药对摇蚊幼虫的毒性最为明显，其LC50分别为1.842、0.150和
1.999 mg/L。

而通过二氧化氯对摇蚊幼虫的毒性研究，结果证明农药对摇蚊幼虫
的作用与温度和接触时间有关，与接触时间有关的结果与该研究一致［15］。

该
试验只是对四龄摇蚊幼虫进行研究，对其他龄期的幼虫还需要进一步研究。

抗氧化防御系统中当生物受到污染胁迫时，抗氧化防御系统的酶活性或含量会发生改变，其改变可间接反映环境中污染物的变化，进而可作为环境污染胁迫的分子生态毒理学指标，对环境污染的监测起到早期预警的作用［16］。

该研究结果表明:
氯氰菊酯对中华摇蚊幼虫组织SOD含量影响较小，组织SOD的含量基本保持不变;烯草酮对组织SOD含量影响较大，但随浓度的增加SOD含量降低;2-4D丁酯
对组织SOD含量影响较小，但呈现下降趋势。

当生物体受到轻度逆境胁迫时，SOD活性往往升高;而当受到重度逆境胁迫时，SOD活性通常降低，使生物体内
积累过量的活性氧，从而导致生物体的伤害［17］。

该研究未显示出SOD活性先升高后降低的趋势，需进一步设置浓度梯度进行验证。

同时该试验以制剂作为受试药剂，而制剂中含有大量助剂，助剂对于中华摇蚊幼虫组织SOD影响还需要进一步研究。

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