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常见有机磷农药对鱼类养殖危害的研究进展

发表时间:2024/07/10 17:59:42  来源:河北渔业 2017年5期  作者:李状状  浏览次数:395  
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有机磷农药是一类具有高效、经济等特点的常用杀虫杀螨剂,近年来,在世界各国被广泛应用于农业生产。我国是农药生产和使用大国,产量居世界第二,农药使用量居世界第一,其中有机磷农药是我国现阶段生产量最大、使用最为广泛的农药[1],但有机磷农药的利用效率较低,其中只有大约20%的有效成分能够产生作用,其余80%则全部进入环境中[2]。有机磷农药在使用过程中通过地表渗透和田间水体流动进入地下水及河流、湖泊等,最终造成水体污染,经过生物富集与食物链的传递和逐级浓缩、放大等作用,对人类的健康造成很大的危害[3]。

常见的有机磷农药有马拉硫磷、敌百虫、草甘膦、久效磷、乐果和敌敌畏等。由于久效磷、马拉硫磷的毒性作用很强,被国家明令限制使用,因其杀虫效果显著以及使用时间长久、易溶于水、难降解性等特点,其毒性研究仍然有很重要的现实意义。鱼类对水体中残留的有机磷农药的毒性较为敏感,有机磷农药能够引起鱼类产生多种疾病甚至死亡。本文选择了马拉硫磷、敌百虫、草甘膦、久效磷、乐果和敌敌畏六种常见有机磷农药来概括对鱼类生产、养殖方面的毒害作用,为水产养殖、环境污染检测及防治方面提供借鉴。

1马拉硫磷

马拉硫磷[O,O-二甲基-S-[1,2-双(乙氧羰基)乙基]二硫代磷酸酯]是一种触杀型杀虫杀螨剂,被认为是第一种具有高选择毒性的有机磷农药,在世界范围内得到广泛应用[4]。由于马拉硫磷在水体中的检出率很高,其在水环境中的残留不容忽视[5]。周洁等[6]研究马拉硫磷对圆尾斗鱼(Macropodus chinensis)的急性毒性试验时,发现其不同生长状态下对马拉硫磷的敏感性为鱼卵>16日龄鱼苗>成鱼,认为圆尾斗鱼可作为环境中马拉硫磷检测的指示生物。另外,赵云生[7]研究发现四大家鱼常用的敌百虫液、马拉硫磷等都能引起白鲳鱼中毒,因而在养殖和套养白鲳鱼的水域,使用以上两种农药要特别慎重。渔药的合理使用对于鱼类的养殖也很重要,曹岩等[8]利用精制马拉硫磷(鱼药)研究稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)幼鱼的急性毒性效应,发现 96 h半致死浓度为460 μg/L,其安全浓度为46.00 μg/L。由于农业生产中农药大多时候是混合使用,容易导致各自毒性发生变化,可见马拉硫磷高浓度可引起鱼类死亡,并且对鱼类不同的生长状态毒性不同,在鱼类养殖时需慎重考虑多种鱼类对马拉硫磷的毒性反应。

2敌百虫

敌百蟲是一种高效、低残留及低毒的有机磷脂类杀虫剂,其对鱼体内外寄生的吸虫、线虫、棘头虫,以及危害鱼苗、鱼卵的枝角类、桡足类、蚌钩介幼虫、水蜈蚣等均有良好的疗效,但是人们凭借其对脊椎动物低残留、低毒的特性滥用敌百虫,导致其负效应给养殖生产带来了不必要的损失[9]。敌百虫不仅对水体及鱼体中虫类具有高效毒性作用,而且其残留对鱼体的组织、器官有较大的毒副作用。房英春在研究双效速溶敌百虫对泥鳅、鲤鱼的急性毒性试验时,发现泥鳅半致死浓度为34 mg/L,安全浓度为0.34 mg/L;鲤鱼半致死浓度为1.5 mg/L,安全浓度为0.15 mg/L,并且敌百虫对泥鳅、鲤鱼的毒副作用较强,鱼类的中毒症状表现为焦躁不安、上下窜动、呼吸减弱、鱼体弯曲、翻肚且倒挂于水中等现象,鱼体可观察到鳃丝淤血、鳍部充血、眼球突出、嘴大张等[10]。敌百虫毒性强,使用时必须等毒性消失后才能放鱼苗,并且大剂量使用时不仅阻碍鱼类生长,而且还污染水质,建议与其它药物轮番使用,以减少其水体中积累的毒性[11]。鱼类在不同的生长发育阶段对敌百虫的毒性反应也不同,朱友芳等[12]研究了不同浓度的敌百虫对中国花鲈鱼苗和幼鱼的急性毒性,结果发现其鱼苗和幼鱼的安全浓度分别为0.14 mg/L和0.58 mg/L,且在濒死的花鲈肝脏组织中发现有溶解性坏死灶。敌百虫在与其它药物混合使用过程中其毒性也会发生相应的变化,温茹淑等[13]利用静水实验法研究了高锰酸钾与敌百虫对草鱼幼鱼的联合毒性效应,通过组织病理学的观察方法发现草鱼幼鱼的肝脏、肾脏和鳃均产生了各种类型的病变。敌百虫的生产实际常用剂量接近或高于安全剂量,在生产中应注意使用剂量与方法,以免剂量过高或方法不当引起鱼类产生疾病或死亡。敌百虫具有较高的杀虫效果,但是使用不当也会对鱼类产生危害,因此应该合理谨慎使用药物。

3草甘膦

草甘膦(glyphosate),化学名称 N-(膦酰基甲基)甘氨酸,是一种具有灭生性和广效性特点的有机磷除草剂[14]。近年来被广泛应用于治理鱼塘、河流、湖泊中的水生杂草,其在水中的残留危害鱼类的生存。傅建炜等[15]采用半静态法测试了草甘膦对草鱼、鲢鱼和鲫鱼的急性毒性,结果发现草甘膦对草鱼、鲢鱼和鲫鱼的安全浓度分别为 0.025 2、0.025 9 和0.026 0 mg/L,这为淡水养殖区杂草防除时科学使用草甘膦提供了依据。在实际使用中,人们并不能严格按照标准剂量合理使用,导致草甘膦在水体中的残留对有些鱼类产生毒害作用,Langiano等[16]研究草甘膦对一种亚洲鲤鱼条纹鲮脂鲤(Prochilodus lineatus)的急性毒性效应时发现草甘膦可使条纹鲮脂鲤的肝脏组织发生病变。Thanomsit等[17]研究了草甘膦对亚洲鲈鱼(Lates calcarifer)的急性毒性实验,发现其接触低浓度草甘膦会出现运动失去平衡,随着草甘膦浓度升高,其身体开始发生病理变化:水肿、血液堵塞和层状动脉瘤和薄层坏死,可见亚洲鲈鱼可用作监测水中草甘膦污染的早期警报信号。以上研究发现草甘膦对于不同鱼类的毒性作用表现不一,研究草甘膦对不同鱼类的毒性效应,为在安全范围内合理使用草甘膦防除水中杂草提供了参考。

4久效磷

久效磷农药是一种高效、高毒、广谱的有机磷杀虫剂,但因其毒性太大,我国已于2007年1月1日开始禁止其使用。但由于前期粗放式农业生产模式,久效磷被大量使用,导致其在水环境中仍有大量残留,其毒性对现在的水中养殖鱼类及人类健康仍有毒害作用。久效磷对雄鱼的精巢、精子产生和精子的结构均有明显的毒性作用,邴欣等[18]研究久效磷对雄性金鱼的生殖毒性时发现久效磷不仅能够诱导雄性金鱼卵黄原蛋白的产生,而且还能够造成金鱼精子超微结构的损伤,表现出生殖毒性。同样,史清毅等[19]采用静态亚急性毒性试验方法研究了久效磷对雄性孔雀鱼生殖的影响,结果也发现了久效磷可对雄鱼的精巢结构造成损伤,抑制了精巢内的正常精子发生过程,降低了精子的密度和数量,导致孔雀鱼繁殖次数和仔鱼数量减少。不仅如此,岳东等[20]研究发现久效磷对斑马鱼胚胎的存活率、孵化率均无显著影响,但能够在个体水平上影响斑马鱼胚胎心脏和骨骼的发育,对斑马鱼胚胎心脏和骨骼的发育具有毒性效应。久效磷对鱼类的生殖生长发育具有毒害作用,而王静凤等[21]的研究发现枝管藻多糖具有拮抗久效磷农药对鱼类毒害的作用,对久效磷暴露水体中的鱼类起到保护作用。以上研究结果中我们发现久效磷能够对鱼类的生殖发育造成损伤,影响鱼类的正常繁殖,而枝管藻多糖能够拮抗久效磷对鱼类的毒害作用。因此应实时监测水体中久效磷的浓度,以免对鱼类生产养殖造成不必要的损失。

5乐果

乐果是一种被广泛应用于农药和卫生杀虫的有机磷内吸性杀虫剂和触杀性杀螨剂[22]。但是乐果对水中鱼类具有很高的毒性,洪万树等[23]研究发现乐果在浓度为5×10-6 mg/mL时对鮸状黄姑鱼胚胎和仔鱼没有影响,当达到50×10-6mg/mL时使初孵仔魚沉底不能游动以及正常仔鱼在24 h内会发生少数死亡现象。为了进一步研究乐果的毒理机制,张海捷[24]首次依据有机磷的极性应用荧光光谱、 紫外吸收光谱、 同步荧光研究了在生理条件下(pH=7.4)乐果与鱼血清白蛋白(Fish Serum Albumin,FSA)的相互作用,结果显示乐果可与血清相互结合进而对鱼的血液运输系统造成损伤。Ali等[25]研究了乐果对淡水鱼鲤鱼的急性毒性效应,分析得到乐果能够引起DNA损伤、微核化等基因毒性效应,而且不可避免地伴随发生相关的氧化应激反应。我们发现乐果对鱼类生殖生长发育毒性很大,在鱼类生产养殖过程中需要严格预防乐果造成的危害,而快速检测和降低乐果在水体中的浓度是接下来的研究重点。

6敌敌畏

敌敌畏又名DDVP,学名O,O-二甲基-O-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯,是一种被大量应用于农业生产的有机磷类农药广谱杀虫剂,是一种高毒性农药[26-27]。韩庆莉等[28-29]分别测定了敌敌畏对鲫鱼(Carassius auratus)幼鱼和斑马鱼(Brachydanio rerio)的急性毒性,同时调查了一株敌敌畏高效降解菌——类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)的解毒作用.结果表明敌敌畏分别对鲫鱼幼鱼和斑马鱼的安全浓度为 2.3 mg/L和2.6 mg/L,发现类球红细菌能够显著降低水中敌敌畏的毒性,并且在降解过程中没有积累有毒代谢产物。当组织中毒发生病变,或者受损伤的组织范围较大,可引起谷丙转氨酶(GTP)和谷草转氨酶(GOP)浓度上升或活性突然持续性增强[30]。柴菁等[31]评估了敌敌畏对草鱼谷丙转氨酶( GTP)和谷草转氨酶( GOP)的影响,发现DDVP污染对草鱼有明显的毒性,中毒症状表现为急躁不安,急剧螺旋式游动,草鱼肝脏和肾脏中GTP和GOP的活性随着敌敌畏浓度的升高呈先升高后下降的趋势,进而使草鱼的组织机能受到损伤。能量代谢是新陈代谢的一部分,是机体维持生命活动所必须的,而Bui-Nguyen等[32]研究发现敌敌畏可使斑马鱼的能量代谢系统发生紊乱,并且能够造成神经肌肉的损伤。敌敌畏对鱼类的毒性作用可造成鱼类肌肉组织的损伤,影响代谢系统,高浓度可使鱼类死亡。而类球红细菌能够快速降解敌敌畏,降低水中敌敌畏浓度,在生产养殖过程中缓解水质有着非常重要的作用。

7展望

鱼类的急性毒性试验不仅能够测定有机磷农药对鱼类的毒性强度和水体中污染程度,而且为制定水产养殖水质标准、评价环境质量提供了依据。有机磷农药可造成鱼类组织生理学变化以及遗传学损伤(生殖毒性、基因毒性),严重影响了鱼类的生长发育。目前评价有机磷农药对鱼类的毒性大多以单一农药检测为主,而农业生产上由于多种病害并存且病原多具有抗药性,导致农民越来越多地使用混配农药(指两种以上的农药按比例复配,旨在提高药效,延缓抗药性),目前我国混配农药在杀虫除草剂登记品种中占有很大的比例[33],而评估多种有机磷农药进入水体对鱼类的联合毒性效应是接下来的研究重点。探究有机磷农药的联合毒性作用机制、对鱼类的危害程度以及找寻安全治理措施,这对渔业生产有着非常重要的理论意义和实际意义。

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