藥劑對蚯蚓急性毒性試驗研究

藥劑對蚯蚓急性毒性試驗研究

蠕蟲作為土壤無脊椎動物的代表，在保持和改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力和改善土壤通氣性方面發(fā)揮著重要作用。同時，它可以吸收和分解土壤中的有機物質(zhì)。由于蚯蚓體型較大,對其生命周期內(nèi)的很多參數(shù)都易測定。因此,蚯蚓在評價農(nóng)藥污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響方面有著獨特的重要地位。與其它土壤無脊椎動物相比,蚯蚓和土壤污染的相關(guān)研究也相對豐富。敵敵畏和毒斯樂作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的廣譜性農(nóng)藥,在環(huán)境中的殘留、對人類和哺乳動物的毒性影響等研究雖然一直是環(huán)境科學(xué)的熱點問題,但有關(guān)其長期暴露對中小型土壤動物生態(tài)效應(yīng)的研究還不夠深入(史雅娟等,2006)。本文探討在土壤環(huán)境中敵敵畏、毒斯樂及其混劑對蚯蚓的急性毒性效應(yīng),旨在為進一步研究敵敵畏、毒斯樂對蚯蚓的蓄積毒性及分子毒理學(xué)效應(yīng),全面評價和控制其對土壤環(huán)境的污染提供依據(jù)。1材料和方法1.1基地質(zhì)量環(huán)境因子試驗試驗動物:蚯蚓Pheretima(在自然環(huán)境中獲得,先預(yù)養(yǎng)1周,選擇體重約300mg,環(huán)帶明顯,大小和重量基本一致的成蚓進行試驗)。試驗土壤:自然環(huán)境中較肥沃的耕作田,測定其pH值為6.0,有機質(zhì)含量為4%,土壤采回后,在陰涼處風(fēng)干,研細,過120目篩。試驗器材:培養(yǎng)箱(LRH-250生化培養(yǎng)箱),飼養(yǎng)小桶,直徑15cm的玻璃培養(yǎng)皿。藥物與試劑:80%敵敵畏乳油(主要化學(xué)成分:2,2-二氯乙烯基磷酸酯),21%毒斯樂乳油(主要化學(xué)成分:硫代磷酸酯)(河北新豐農(nóng)藥化工股份有限公司)。1.2測試方法1.2.1藥物對照試驗將實驗用農(nóng)藥分別溶于水中,混勻后按預(yù)備實驗確定的劑量(藥液5mL)倒入墊有5張分析濾紙的培養(yǎng)皿中,以恰好濕潤濾紙。放入清腸后的蚯蚓(每個處理各10條),將培養(yǎng)皿置19～21℃,相對濕度68%～82%和一定光照(間歇光照,即12h光照,12h黑暗)的培養(yǎng)箱中密閉飼養(yǎng)。隔24h、48h各計數(shù)1次,檢查蚯蚓存活數(shù),觀察記錄蚯蚓的死亡、生理狀況以及毒性反應(yīng)。蚓體對針刺無反應(yīng)判為死亡。48h后結(jié)束試驗。每一濃度設(shè)置3個重復(fù),并設(shè)置1個不含藥物的對照(Qiu,2000;左海根等,2005;陳志偉等,2007)。1.2.2清腸術(shù)后觀察稱取500g土樣于試驗小桶中,按不同等級濃度,加入含藥品的蒸餾水,混勻。蒸餾水的用量為土壤重量的1/4。然后各放入10條清腸后的蚯蚓。在19～21℃,相對濕度68%～82%和一定光照(間歇光照,即12h光照,12h黑暗)的培養(yǎng)箱中密閉飼養(yǎng)。第7d、14d分別觀察1次,記錄死亡數(shù)、中毒癥狀,蚓體對針刺無反應(yīng)判為死亡,14d后結(jié)束實驗。每一濃度設(shè)置3個重復(fù),并設(shè)置1個不含藥物的對照。2試驗結(jié)果與分析2.1回歸方程的建立及顯著性檢測敵敵畏、毒斯樂及其混劑采用濾紙接觸法在不同濃度下對蚯蚓的急性毒性試驗結(jié)果見表1。濾紙接觸法蚯蚓的中毒癥狀:身體變軟,蠕動能力減弱,環(huán)帶腫大而變透明、充血,有黃色液體滲出(徐建等,2006)。根據(jù)表1的數(shù)據(jù),分別以敵敵畏、毒斯樂及其混劑的濃度為橫坐標(biāo),蚯蚓死亡數(shù)為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1),得48h蚯蚓死亡數(shù)與敵敵畏濃度的回歸方程為y=33.571x+0.3929,R2=0.9897,48h蚯蚓死亡數(shù)與毒斯樂濃度的回歸方程為y=35.714x-0.5,R2=0.9827,48h蚯蚓死亡數(shù)與混合藥劑濃度的回歸方程為y=32.85x+1.642,R2=0.924。并由各回歸方程計算出:濾紙接觸法中,敵敵畏、毒斯樂及其混劑對蚯蚓的48h半數(shù)致死濃度(LC50)分別為0.14g/L、0.154g/L、0.102g/L。由此可以看出,在濾紙接觸法中,毒斯樂對蚯蚓的急性毒性較敵敵畏弱,而敵敵畏的毒性又較二者的混劑弱。2.2自然土壤法結(jié)果的應(yīng)用結(jié)果敵敵畏、毒斯樂及其混劑采用自然土壤法在不同濃度下對蚯蚓的急性毒性試驗結(jié)果詳見表2。自然土壤法蚯蚓的中毒癥狀與濾紙接觸法相似,但稍輕。自然土壤法中蚯蚓癥狀出現(xiàn)快,死亡慢。土壤實驗法的高濃度藥物處理往往第1d即出現(xiàn)癥狀,到第3d時癥狀就非常明顯,但出現(xiàn)明顯癥狀時不會立即死亡,甚至到14d實驗結(jié)束時,還有些癥狀很明顯、未死亡者。對照組的蚯蚓無死亡,表現(xiàn)活躍,無腫大、出血現(xiàn)象。根據(jù)表2的數(shù)據(jù),分別以敵敵畏、毒斯樂及其混劑的濃度為橫坐標(biāo),蚯蚓死亡數(shù)為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖2),得14d蚯蚓死亡數(shù)與敵敵畏濃度的回歸方程為y=3.2857x+1.3571,R2=0.9281,14d蚯蚓死亡數(shù)與毒斯樂濃度的回歸方程為y=3.571x+0.357,R2=0.976,14d蚯蚓死亡數(shù)與混合藥劑濃度的回歸方程為y=3.214x+1.892,R2=0.888。并由各回歸方程計算出自然土壤法中,敵敵畏、毒斯樂及其混劑對蚯蚓的14d半數(shù)致死濃度分別為1.11g/L、1.29g/L、0.964g/L。由此可以看出,在自然土壤法中,毒斯樂對蚯蚓的急性毒性較敵敵畏弱,而敵敵畏的毒性又較二者的混劑弱,與濾紙接觸法中各種農(nóng)藥對蚯蚓的毒性強弱一致。3討論3.1土壤法測定藥物毒性等級的確定濾紙接觸法是將蚯蚓直接暴露在一定濃度的農(nóng)藥環(huán)境下的實驗方法,簡單易行,可以初步了解化學(xué)藥品的固有毒性和對土壤動物的潛在毒性。但在實際環(huán)境中,藥物通過接觸對蚯蚓產(chǎn)生的毒性不僅取決于藥物的固有毒性,還與藥物在土壤中的狀態(tài)及在蚯蚓體內(nèi)的藥物代謝動力學(xué)密切相關(guān)。因此,土壤法才是最接近自然狀況下蚯蚓接觸藥物的方式,故以土壤法測定的LC50作為劃分藥物毒性等級的依據(jù)比濾紙接觸法更客觀準(zhǔn)確。從試驗結(jié)果看,敵敵畏、毒斯樂及其混合藥劑濾紙接觸法測得的48h半數(shù)致死濃度分別為0.14g/L、0.154g/L、0.102g/L,相對土壤法值較小(1.11g/L、1.29g/L、0.964g/L)。說明濾紙法較土壤法對蚯蚓的毒性相對較大,可能是因為濾紙接觸法中蚯蚓直接與農(nóng)藥接觸的原因,也可能是自然土壤中成分復(fù)雜,敵敵畏、毒斯樂或其降解產(chǎn)物與其中某些成分結(jié)合,從而降低了藥劑的毒性的原因(李銀生等,2004)。3.2敵敵保護的lc50略于毒斯樂從敵敵畏、毒斯樂對蚯蚓的半數(shù)致死濃度來分析,無論是濾紙接觸法還是自然土壤法,都表現(xiàn)為敵敵畏的LC50略小于毒斯樂,說明敵敵畏對蚯蚓的急性毒性比毒斯樂強。3.3理論lc50及聯(lián)合系數(shù)計算敵敵畏及毒斯樂混配后對蚯蚓毒性變化采用聯(lián)合系數(shù)法進行評定:根據(jù)聯(lián)合作用的計算公式:1/混劑理論LC50=A/LC50+B/LC50(1)聯(lián)合系數(shù)K=理論LC50/實測LC50(2)(1)式中A、B分別為敵敵畏,毒斯樂在混劑中所占比例。將表1、表2結(jié)果代入式(1)和式(2)。計算各理論LC50及聯(lián)合系數(shù)K如下:濾紙接觸法:混劑理論LC50=0.14667