尹君 石曉旭 陳亦

摘要[目的]建立模擬稻田養(yǎng)殖系統(tǒng)，研究溴氰菊酯在生態(tài)系統(tǒng)中的代謝及分布。[方法]采用HPLC測定水體、土壤、水稻根、河蟹肝胰腺及血漿等不同樣品中溴氰菊酯的殘留量及在環(huán)境中的分布和消除規(guī)律。[結(jié)果]試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，溴氰菊酯在水體中殘留量低于檢測限;底泥中殘留量高達(dá)1 500.48 μg/kg，消除半衰期長約104 d。[結(jié)論]溴氰菊酯肝胰腺組織中的殘留量大于血漿組織中的殘留量，易在河蟹肝胰腺內(nèi)積累，其殘留量具有組織差異性。

關(guān)鍵詞溴氰菊酯;稻田養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng);吸收;殘留;消除

中圖分類號S482.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0009-03

Distribution of Deltamethrin in Simulated Rice Field System of Chinese Mitten Crab （Eriocheir sinensis）

YIN Jun，SHI Xiaoxu，CHEN Yi et al

（Agricultural Technology Extension Center of Pudong New District of Shanghai， Shanghai 201201）

Abstract[Objective] The aim of this study is to establish a simulated rice farming system to study the metabolism and distribution of deltamethrin in the ecosystem. [Method] The residues of deltamethrin in different samples of water， soil， rice root， crab， hepatopancreas and plasma and their distribution and elimination in the environment were determined by HPLC.[Result]At the end of the test， the residual amount of deltamethrin in water was lower than the detection limit， and the residue in the sediment was up to 1 500.48 μg/kg， and the halflife was about 104 d. [Conclusion] The residual amount of deltamethrin in the hepatopancreas was greater than that in the plasma tissue. It was easy to accumulate in the hepatopancreas of the river crab. The residual amount of the liver and pancreas was different from that of the tissue.

Key wordsDeltamethrin;Simulated rice field system;Absorption;Residue;Elimination

河蟹稻田養(yǎng)殖是中國種植業(yè)和漁業(yè)相結(jié)合的新型生態(tài)養(yǎng)殖方式，由于其能使稻田的生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上得到合理改善，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)共生互利，取得最佳的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效果[1-2]。但隨著河蟹稻田養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，種稻過程中所用的農(nóng)藥及養(yǎng)殖水產(chǎn)品使用的漁藥產(chǎn)生的食品安全性問題成為研究的熱點(diǎn)。溴氰菊酯是一類含有苯氧基的環(huán)丙烷酯的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，廣泛用于農(nóng)作物的病蟲害防治，同時(shí)可防治河蟹寄生蟲病[3]，對人畜的毒性雖比有機(jī)磷和氨基甲酸酯類低，但其潛在的雌激素[4]作用特性需引起高度重視，近年來大量的使用溴氰菊酯直接或間接地威脅水生動(dòng)物的生存及生態(tài)系統(tǒng)平衡。這類藥物屬于高親酯性殺蟲劑，在水中能直接進(jìn)入河蟹的鰓和血液，水產(chǎn)品對其的轉(zhuǎn)化和排泄能力明顯低于對農(nóng)藥的積累，同時(shí)這類農(nóng)藥可通過鈉離子通道干擾非靶生物的神經(jīng)傳導(dǎo)功能，因此，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對水生動(dòng)物有很強(qiáng)的毒性。進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的溴氰菊酯會(huì)受各種物理或化學(xué)因素發(fā)生降解及遷移，其或是吸附于土壤等沉積物，或是被生物體吸收進(jìn)而通過食物鏈進(jìn)行傳遞。因此，研究養(yǎng)殖系統(tǒng)中溴氰菊酯的分布代謝是非常有意義的。我們以河蟹稻田模擬養(yǎng)殖系統(tǒng)為研究對象，研究溴氰菊酯在生態(tài)系統(tǒng)各組分中的分布及代謝情況，旨在建立擬除蟲菊酯農(nóng)藥對水體生態(tài)的破壞性評估數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中安全使用擬除蟲菊酯類農(nóng)藥提供參考。

1材料與方法

1.1儀器與設(shè)備

Aglient-1100型高效液相色譜儀配自動(dòng)進(jìn)樣器，美國Aglient公司產(chǎn)品;漩渦混合器，美國Thermo fisher公司產(chǎn)品;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國Eppendorf公司產(chǎn)品;精密電子天平（METTLER AB104-N）;高速冷凍離心機(jī)，德國Eppendorf公司產(chǎn)品。有機(jī)玻璃水族箱：V 150 L，h 100 cm，S 15 dm2。

1.2藥品與試劑

溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心GSB05—2310;色譜純乙腈，購自德國默克公司;乙酸乙酯，正己烷。溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)中間溶液（50 μg/mL）），配制：準(zhǔn)確移取500 μL溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，氮吹至近干，加1 mL乙腈，再次氮吹至近干，超純水稀釋定容至10 mL，4 ℃下保存。

1.3試驗(yàn)動(dòng)物

中華絨螯蟹：平均質(zhì)量（10.0±0.5）g，蟹體表以及解剖觀察健康。水稻根：去掉老根及枯葉，于ZPJ-1植物培養(yǎng)架培養(yǎng)7 d，培養(yǎng)溫度25 ℃，光照周期12 h。土壤：采自崇明稻田試驗(yàn)區(qū)，經(jīng)檢驗(yàn)所有試驗(yàn)材料不含溴氰菊酯。

1.4模擬河蟹稻田養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建

在室外培養(yǎng)3個(gè)小型的模型河蟹稻田養(yǎng)殖系統(tǒng)。每個(gè)水缸底部鋪上厚約10 cm的土壤，注入曝氣48 h的自來水30 L，水深約5 cm，自然光照，充氧平衡7 d。栽入水稻苗60棵。水稻長勢良好，生態(tài)缸較為穩(wěn)定后，放入40只河蟹，水溫控制在25 ℃左右，每3 d用自來水補(bǔ)充蒸發(fā)失水，使水深保持在5 cm。試驗(yàn)期間投喂適量空白飼料。

1.5試驗(yàn)方法

1.5.1浸泡給藥及取樣。

試驗(yàn)用河蟹共27尾，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取3只。用超純水定容配制成100 μg/L溴氰菊酯浸泡溶液，將100 mL浸泡溶液單次倒入模擬生態(tài)系統(tǒng)中，給藥前禁食24 h，給藥后6 h投餌，并在給藥后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48、96 h分別取血漿、肝胰腺、土壤、水體及水稻根樣品，將取得樣品置于-80 ℃保存。

1.5.2樣品前處理方法。

將樣品從低溫冰箱取出，室溫解凍。取1 mL血漿（1 mL水樣經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，濾液供高效液相測譜測定使用）或1 g肝胰腺，土壤及水稻根樣品勻漿置于15 mL離心管中，加入3 mL乙酸乙酯，漩渦振蕩3 min后以4 500 r/min 離心10 min，取上清液于另一干凈10 mL離心管。用3 mL乙酸乙酯重復(fù)提取一次后，合并上清液。45 ℃恒溫條件下旋轉(zhuǎn)蒸干，加1 mL流動(dòng)相振蕩溶解3 min。再用1 mL正己烷去脂2次，取下清液經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后置于進(jìn)樣瓶中，用高效液相色譜進(jìn)行檢測。

1.5.3色譜條件。

色譜柱：Agilent Zorbax XDB-C18 分析柱（4.6 mm×150 mm×5 μm）。流動(dòng)相：乙腈∶水=78∶22（V/V）;檢測波長：205 nm;流速1 mL/min;柱溫35 ℃;進(jìn)樣量為100 μL。

1.5.4溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。

用流動(dòng)相將溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（100 μg/mL）分別稀釋成質(zhì)量濃度為0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00 μg/mL共7個(gè)質(zhì)量濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以HPLC儀分別測定其峰面積，然后分別制作2種標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并求出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

1.5.5數(shù)據(jù)處理。

各組織中藥代動(dòng)力學(xué)模型擬合及參數(shù)計(jì)算采用藥動(dòng)學(xué)程序軟件DAS 3.0進(jìn)行計(jì)算，藥物消除的藥時(shí)曲線圖及藥物標(biāo)準(zhǔn)曲線則采用Microsoft Excel 2013軟件繪制，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用軟件SPSS 13.0進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍及檢測限

在設(shè)定的色譜條件下，以高效液相色譜儀測定樣品中溴氰菊酯的含量，色譜圖基線走動(dòng)平穩(wěn)，特異性強(qiáng)，重現(xiàn)性好（圖1）。溴氰菊酯在水樣中的線性范圍在0.05～5.00 μg/mL，在中華絨螯蟹血漿及肝胰腺中的線性范圍在0.20～5.00 μg/mL，在水稻根和土壤中的線性范圍在0.25～5.00 μg/mL（表1）?；貧w系數(shù)（r2）均大于0.999 5，線性范圍良好，該方法的恩諾沙星最低檢測限為0.005 μg/mL（表1）。

2.2回收率和精密度

加入低、中、高3個(gè)不同濃度水平的溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)液，使溴氰菊酯在水體、土壤、水稻根、血漿及肝胰腺不同樣品組織中的溴氰菊酯含量分別為0.05、0.50、2.00 μg/mL，測定回收率。由表2～3可以看出，溴氰菊酯濃度在0.05～5.00 mg/kg內(nèi)，各組織樣品中的回收率在8422%～122.80%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.548%～5.147%，均能達(dá)到檢測要求;其日內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.548%～5.147%，日間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.247%～6.147%，符合精密度的測定要求。

結(jié)果表明，檢測方法可靠，重復(fù)性良好。準(zhǔn)確度和精密度均符合測定要求。

2.3溴氰菊酯在各組分的含量變化及消除規(guī)律

將各時(shí)間點(diǎn)采得組織樣品預(yù)處理后，利用HPLC分析測定溴氰菊酯的含量，對照組均未檢出。

在模擬養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中，水體、土壤、水稻根、中華絨螯蟹血漿及肝胰腺組織中的溴氰菊酯消除規(guī)律見表5、6。

3討論

3.1模擬養(yǎng)殖系統(tǒng)的建立

根據(jù)稻田養(yǎng)殖中華絨螯蟹的生態(tài)組分建立模擬生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)。在稻田養(yǎng)殖過程中水稻作為生產(chǎn)者，為水生態(tài)環(huán)境提供氧氣、凈化水質(zhì)并且遮陽避光。該試驗(yàn)選用水稻根、中華絨螯蟹、土壤及曝氣自來水能夠很好地模擬養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)。養(yǎng)殖水生態(tài)系統(tǒng)相比自然環(huán)境中的水生態(tài)系統(tǒng)來說，結(jié)構(gòu)及組成成分較為簡單，更接近人工建立的模擬水生態(tài)系統(tǒng)。模擬養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)組成、多種物理參數(shù)以及營養(yǎng)循環(huán)和自然生態(tài)系統(tǒng)較為相似，可以在人工控制的條件下研究外來物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中的行為及生態(tài)效應(yīng)。比單種生物測試提供更完整的信息，并且可以合理地將試驗(yàn)結(jié)果外推到自然生態(tài)系統(tǒng)中。國內(nèi)外已經(jīng)有許多學(xué)者利用微宇宙的試驗(yàn)方法研究獸藥[5-7]、農(nóng)藥[8-10]及其他的有機(jī)污染物[11-12]在模型生態(tài)系統(tǒng)中的歸趨行為及生態(tài)效應(yīng)等問題。

3.2溴氰菊酯在水體、土壤及水稻苗中的分布及消除規(guī)律

水稻根能夠快速地吸附溴氰菊酯，0～15 d莖葉中的溴氰菊酯的殘留量不斷增加，之后緩慢下降，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)還能在水稻根內(nèi)檢測到溴氰菊酯;以浸泡給藥方式進(jìn)入到中華絨螯蟹養(yǎng)殖系統(tǒng)中的溴氰菊酯，在系統(tǒng)中有多種降解方式。隨水體進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行生物降解、自然光降解及微生物降解外，環(huán)境中的離子及活性物質(zhì)也會(huì)影響溴氰菊酯的降解。

3.3溴氰菊酯在中華絨螯蟹血漿及肝胰腺組織中的分布及消除規(guī)律

中華絨螯蟹的血漿及肝胰腺組織中的藥物含量都能很快達(dá)到峰值隨后迅速下降，試驗(yàn)7 d時(shí)開始緩慢增加到15 d后藥物降解緩慢，藥物利用率較低，總體呈前期快速上升、后期緩慢下降的趨勢，變化趨勢與此時(shí)土壤中含量變化相似，表明河蟹體內(nèi)的藥物含量與土壤中的藥物含量有密切的關(guān)系。溴氰菊酯肝胰腺組織中的殘留量大于血漿組織中的殘留量，說明溴氰菊酯容易在肝胰腺組織內(nèi)積累。

46卷25期李停停等金屬硫蛋白的研究進(jìn)展

參考文獻(xiàn)

[1] 于向陽，李妍，王麗，等.稻田養(yǎng)殖大規(guī)格河蟹（Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards）技術(shù)[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息，2004，19（11）：26-28.

[2] 劉巧榮，黃磊，黎玉林，等.稻田養(yǎng)殖水產(chǎn)品農(nóng)殘安全性調(diào)查與分析[J].中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，2013，3（3）：8-13.

[3] 梁衛(wèi)清，陸梅，丁清波，等.氣相色譜法測定水中溴氰菊脂[J].儀器儀表與分析監(jiān)測，2009（1）：42-43.

[4] 羅曉燕，林玉娜，周洪偉，等.反相高效液相色譜法檢測水中五種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2011，21（6）：1371-1372.

[5] COATS J R，METCALF R L，LU P Y，et al.Model ecosystem evaluation of the environmental impacts of the veterinary drugs phenothiazine，sulfamethazine，clopidol，and diethylstilbestrol[J].Environ health perspect，1976，18：167-179.

[6] INGERSLEV F，TORNG L，LOKE M L，et al.Primary biodegradation of veterinary antibiotics in aerobics and anaerobic surface water simulation systems[J].Chemosphere，2001，44（4）：865-872.

[7] 俞道進(jìn)，曾振靈，陳杖榴.土霉素殘留對模型池塘生態(tài)系統(tǒng)代謝的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2006，12（4）：511-513.

[8] 黃玉瑤，高玉榮，曹宏，等.單甲脒農(nóng)藥對草型塘模型生態(tài)系統(tǒng)影響的初步研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1994，14（4）：466-472.

[9] METCALF R L，SANGHA G K，KAPOOR I P.Model ecosystem for the evaluation of pesticide biodegradability and ecological magnification [J].Environ Sci Technol，1971，5（2）：709-713.

[10] WEBBER E C，DEUTSCH W G，BAYNE D R，et al.Ecosystemlevel testing of a synthetic pyrethroid insecticide in aquatic mesocosms [J].Environ Toxicol Chem，1992，11（1）：87-105.

[11] MILES R A，DOUCETTE W J.Assessing the aerobic biodegradability of 14 hydrocarbons in two soils using a simple microcosm/respiration method [J].Chemosphere，2001，45（6/7）：1085-1090.

[12] TOLLE D A，F(xiàn)RYE C L，LEHMANN R G，et al.Ecological effects of PDMSaugmented sludge amended to agricultural microcosms[J].The science of total environment，1995，162（2/3）：193-207.