97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性試驗(yàn)研究

黎鎮(zhèn)非， 何海堅， 鐘長文， 黃佳喜， 張宏濤

(1.佛山市環(huán)境健康與安全評價研究中心，廣東 佛山 528051；2.佛山英拜檢測科技有限公司，廣東 佛山 528051)

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97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性試驗(yàn)研究

黎鎮(zhèn)非1， 何海堅2， 鐘長文2， 黃佳喜2， 張宏濤1

(1.佛山市環(huán)境健康與安全評價研究中心，廣東 佛山 528051；2.佛山英拜檢測科技有限公司，廣東 佛山 528051)

采用人工土壤試驗(yàn)方法，以7 d和14 d為試驗(yàn)周期，進(jìn)行了農(nóng)藥97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓(Eiseniafoetida)的急性毒性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：人工土壤試驗(yàn)空白對照組的蚯蚓死亡率為0，滿足質(zhì)量控制要求。采用人工土壤試驗(yàn)7 d和14 d時97%溴苯腈原藥的半數(shù)致死濃度(LC50)分別為22.5 mg a.i./kg干土和21.8 mg a.i./kg干土，且隨著97%溴苯腈原藥濃度的升高赤子愛勝蚓的死亡率也在逐漸增加，二者呈現(xiàn)出較為明顯的線性關(guān)系。因此，農(nóng)藥97%溴苯腈原藥對土壤生態(tài)環(huán)境具有潛在的生態(tài)風(fēng)險，赤子愛勝蚓的死亡率可作為土壤對農(nóng)藥溴苯腈污染程度的一種生物指標(biāo)。

溴苯腈；赤子愛勝蚓；急性毒性；研究

1　引言

蚯蚓是常見的一種陸生環(huán)節(jié)動物，對土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化具有重要作用，同時蚯蚓的活動可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的透氣和排水保水功能。蚯蚓的運(yùn)動和排泄物對改善土壤的質(zhì)量非常有益，可使土壤的透氣性保持良好，使土壤保持健康狀態(tài)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要作用。蚯蚓能疏松土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)并改善其結(jié)構(gòu)，還能夠促進(jìn)酸性或堿性土壤轉(zhuǎn)變?yōu)橹行酝寥?，使土壤適宜于農(nóng)作物的生長。

蚯蚓能夠在一定程度內(nèi)消除環(huán)境污染。在土壤中保持健康的蚯蚓種群對于土壤生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要價值。由于蚯蚓能夠吸收土壤中的汞、鉛和鎘等微量金屬，這類金屬元素在蚯蚓體內(nèi)的聚集量遠(yuǎn)超外界含量。赤子愛勝蚯蚓存在于富含有機(jī)質(zhì)的土壤中，對化學(xué)農(nóng)藥的敏感性與真正棲息在土壤中的蚯蚓類似。其生活周期短，繁殖能力強(qiáng)，易于在含各種有機(jī)廢物的土壤中飼養(yǎng)。赤子愛勝蚓及其蚓繭容易購得，有利于確保采用同一品系。因此，蚯蚓可作為土壤生態(tài)環(huán)境中重金屬污染的監(jiān)測動物，隨著化學(xué)新物質(zhì)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的廣泛應(yīng)用，蚯蚓的生態(tài)毒理學(xué)研究得到了較大的發(fā)展，赤子愛勝蚓已經(jīng)成為環(huán)境生態(tài)毒理研究的一個標(biāo)準(zhǔn)指示生物。

溴苯腈(Bromoxynil)，又稱伴地農(nóng)，化學(xué)名為3,5-二溴-4-羥基-1-氰基苯。是一種防除闊葉雜草的腈類除草劑，屬于選擇性苗后觸殺型除草劑。微溶于水，可溶于丙酮。對大鼠經(jīng)口急性毒性LD50為190 mg/kg，經(jīng)皮急性毒性LD50為2000 mg/kg，可被葉片吸收，抑制光合作用而使雜草組織壞死。適用于小麥、大麥、黑麥、玉米和高粱等農(nóng)作物田間，防除藜、莧、麥家公等一年生雙子葉雜草。除單用外，還可以和多種除草劑混配，達(dá)到擴(kuò)大除草譜。筆者以97%溴苯腈原藥為受試物，采用人工土壤試驗(yàn)方法考察97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性試驗(yàn)。

2　材料與方法

2.1供試動物

赤子愛勝蚓(Eiseniafoetida)，為《GB/T 31270.15-2014化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則 第15部分：蚯蚓急性毒性試驗(yàn)》推薦使用蚓種，購自珠海市洪銘蚯蚓養(yǎng)殖園，由本中心實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)和繁殖。蚯蚓馴養(yǎng)室環(huán)境條件溫度為21～23 ℃，濕度為70%～90%，試驗(yàn)前，對2～3月齡蚯蚓至少馴養(yǎng)7 d；試驗(yàn)開始前24 h，把蚯蚓放在人工土壤中飼養(yǎng)。期間蚯蚓保持健康良好，大小基本一致，具有生殖環(huán)帶，體重為300～600 mg。

2.2儀器設(shè)備與材料

2.2.1試驗(yàn)儀器

電子天平、人工氣候箱、電子秤、加濕器、移液槍。

2.2.2試驗(yàn)耗材

大燒杯(1000 mL)、塑料薄膜、鐵制托盤、培養(yǎng)皿、小燒杯、竹簽。

2.2.3試驗(yàn)基質(zhì)(人工土壤)

草炭，高嶺土，石英砂，碳酸鈣。配制人工土壤前，分別取一定量的上述各組分物質(zhì)，在105 ℃條件下烘干后稱重(恒重)，測定各組分的含水量。然后按相應(yīng)比例配制人工土壤，加入適量去離子水調(diào)節(jié)人工土壤的濕度至土壤干重的30%～35%，充分混合均勻后，備用。在試驗(yàn)開始前，添加一系列的受試物貯備液與上述配制好的人工土壤相混合，配置成不同濃度的試驗(yàn)土壤介質(zhì)。供試用蚯蚓在試驗(yàn)前用去離子水沖洗兩遍至表面干凈。

2.3試劑

97%溴苯腈原藥，由浙江禾本科技有限公司提供。

2.4實(shí)驗(yàn)方法

2.4.1受試生物的質(zhì)量保證

馴養(yǎng)后的蚯蚓在進(jìn)行試驗(yàn)前，采用人工土壤試驗(yàn)方法測定氯乙酰胺作為參比物進(jìn)行蚯蚓敏感性檢查，設(shè)置系列濃度為11.3、16.4、23.8、34.5和50.0 mg a.i./kg干土的參比物敏感性試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同正式試驗(yàn)。結(jié)果顯示，氯乙酰胺對蚯蚓急性毒性14 d-LC50為25.6 mg a.i./kg干土，滿足參比物氯乙酰胺的14 d-LC50值在20～80 mg a.i./kg干土之間，供試蚯蚓的敏感性符合質(zhì)量控制要求。

2.4.2人工土壤試驗(yàn)

在進(jìn)行正式試驗(yàn)前，先進(jìn)行較大范圍的系列濃度分別為0.800、4.00、20.0和100 mg a.i./kg干土的預(yù)試驗(yàn)，為正式試驗(yàn)設(shè)置受試物系列濃度提供設(shè)計依據(jù)。預(yù)試驗(yàn)每個濃度處理組設(shè)置1個平行，同時設(shè)置1個空白對照組。預(yù)試驗(yàn)周期為14 d，試驗(yàn)溫度為18～22 ℃，濕度70%～90%，光照強(qiáng)度400～800 lx，連續(xù)光照。試驗(yàn)第14 d，將培養(yǎng)容器內(nèi)的試驗(yàn)介質(zhì)輕輕倒入托盤上，取出蚯蚓，用探針刺激蚯蚓尾部，檢查并記錄死亡情況以及觀察到的異常行為或病理癥狀。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行系列濃度為13.6、19.7、28.5、41.4和60.0 mg a.i./kg干土的正式試驗(yàn)，同時設(shè)置空白對照組，各組均設(shè)置3個平行。具體試驗(yàn)步驟和條件與預(yù)試驗(yàn)相同，試驗(yàn)周期為14 d。于試驗(yàn)第7 d，將培養(yǎng)容器內(nèi)的試驗(yàn)介質(zhì)輕輕倒入托盤上，取出蚯蚓，用竹簽刺激蚯蚓尾部，檢查并記錄死亡情況以及觀察到的異常行為癥狀；于試驗(yàn)第14 d，將培養(yǎng)容器內(nèi)的試驗(yàn)介質(zhì)輕輕倒入托盤上，取出蚯蚓，用竹簽刺激蚯蚓尾部，檢查并記錄死亡情況以及觀察到的異常行為癥狀。在試驗(yàn)前稱量蚯蚓體重一次，在試驗(yàn)結(jié)束后再稱量存活蚯蚓體重一次，同時測定試驗(yàn)期間每天的溫度和相對濕度。

2.4.3結(jié)果有效性

試驗(yàn)結(jié)束時，空白對照組的死亡率為0，不超過10%；參比物氯乙酰胺的14 d- LC50值為25.6 mg a.i./kg干土，在20～80 mg a.i./kg干土之間，符合敏感性試驗(yàn)要求。試驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件正常，試驗(yàn)溫度范圍為20.1～21.7 ℃，試驗(yàn)相對濕度范圍為80.3%～86.6%，光照強(qiáng)度在511～531 lx。綜上所述，本次試驗(yàn)符合質(zhì)量控制要求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果真實(shí)有效。

2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計

采用DPS 13.5統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算7 d及14 d的死亡率、LC50值、95%置信限、回歸方程及相關(guān)系數(shù)r，建立相應(yīng)的劑量-效應(yīng)關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3　結(jié)果與分析

97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性人工土壤試驗(yàn)，試驗(yàn)系列濃度組為分別13.6、19.7、28.5、41.4、60.0 mg a.i./kg干土，得到試驗(yàn)相應(yīng)的半數(shù)致死濃度(LC50)、95%置信限、回歸方程及相關(guān)系數(shù)結(jié)果如表1，試驗(yàn)對數(shù)劑量-機(jī)率值線性關(guān)系圖如圖1和圖2所示，隨著97%溴苯腈原藥濃度的升高赤子愛勝蚓的死亡率也在逐漸增加，二者呈現(xiàn)出較為明顯的線性關(guān)系。依據(jù)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則》(農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，2014)中第15部分的蚯蚓急性毒性試驗(yàn)-毒性評價標(biāo)準(zhǔn)(表2)，從該試驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論：97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性試驗(yàn)為低毒。

表1　蚯蚓急性毒性試驗(yàn)-半數(shù)致死濃度、95%置信限、回歸方程及相關(guān)系數(shù)

表2　蚯蚓急性毒性試驗(yàn)-毒性評價標(biāo)準(zhǔn)

圖1　97%溴苯腈對赤子愛勝蚓7 d的急性毒性試驗(yàn)劑量-機(jī)率值線性關(guān)系

圖2　97%溴苯腈對赤子愛勝蚓14 d的急性毒性試驗(yàn)劑量-機(jī)率值線性關(guān)系

4　結(jié)論

(1) 人工土壤試驗(yàn)結(jié)束時，空白對照組蚯蚓死亡率為0，不超過10%，滿足試驗(yàn)有效性要求。

(2) 參比物敏感性試驗(yàn)結(jié)果為LC50(14 d)為25.6 mg a.i./kg干土，滿足參比物氯乙酰胺的14 d-LC50值在20 mg a.i./kg～80 mg a.i./kg之間，供試蚯蚓的敏感性符合質(zhì)量控制要求。

(3) 采用上述人工土壤試驗(yàn)7 d和14 d時，97%溴苯腈原藥的半數(shù)致死濃度(LC50)分別為22.5 mg a.i./kg(干土)和21.8 mg a.i./kg干土，97%溴苯腈原藥對赤子愛勝蚓的急性毒性均為低毒。

(4) 隨著97%溴苯腈原藥濃度的升高赤子愛勝蚓的死亡率也在逐漸增加，二者呈現(xiàn)出較為明顯的線性關(guān)系。因此，農(nóng)藥97%溴苯腈原藥對土壤生態(tài)環(huán)境具有潛在的生態(tài)風(fēng)險,赤子愛勝蚓的死亡率可作為土壤對農(nóng)藥溴苯腈污染程度的一種生物指標(biāo)。

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2016-05-19

國家發(fā)改委佛山環(huán)境與健康安全評價公共服務(wù)平臺項目；廣東省科技計劃項目(編號：2011B010600001)；廣東省科技計劃項目(編號：2013B090800004)；廣東省科技計劃項目(編號：2014A040401002)

黎鎮(zhèn)非(1984—)，男，本科，主要從事生態(tài)環(huán)境健康、環(huán)境毒理和環(huán)境行為的檢測工作。

張宏濤(1978—)，男，碩士，工程師，主要從事生態(tài)環(huán)境健康、環(huán)境毒理和環(huán)境行為的檢測工作。

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1674-9944(2016)14-0045-03