不同鹽度條件下氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的急性毒性試驗

劉慧玲 陳榮 王成桂

摘要：為了評估不同鹽度條件下氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦（Fenneropenaeus merguiensis）的急性毒性，采用半靜水生物毒性法進行試驗，并計算氨氮和亞硝酸鹽的半致死濃度（LC50）和安全濃度（SC）。結(jié)果顯示，鹽度為3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%和0.5%時，氨氮對墨吉明對蝦96 h LC50為29.72、29.83、23.48、14.57、11.92、8.49 mg/L，SC為2.97、2.98、2.35 、1.46 、1.19、0.85 mg/L;鹽度為3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%時，亞硝酸鹽對墨吉明對蝦96 h LC50為11.24、20.11、8.60、6.24、2.91、1.05 mg/L，SC為1.12、2.01、0.86、0.62、0.29、0.11 mg/L。結(jié)果表明，鹽度為2.5 %時，氨氮和亞硝酸鹽的SC最高，鹽度過高或過低，其SC都會降低。在相同鹽度條件下，氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的毒性隨著濃度的升高而增加;在相同氨氮和亞硝酸鹽濃度條件下，暴露的時間越長，對墨吉明對蝦的毒性也越強。

關(guān)鍵詞：氨氮;亞硝酸鹽;墨吉明對蝦;鹽度;半致死濃度;安全濃度

中圖分類號： S968.22 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）01-0155-04

近年來，對蝦養(yǎng)殖密度不斷增加，在對蝦高密度養(yǎng)殖系統(tǒng)中，氮污染更加容易積累[1]。氨氮和亞硝酸鹽是水產(chǎn)動物養(yǎng)殖水環(huán)境中最常見的污染物[2-3]。氨氮是蛋白質(zhì)代謝過程中的主要產(chǎn)物，一般由對蝦直接分泌產(chǎn)生，也會通過水體中殘余餌料及動物殘肢、水產(chǎn)動物的代謝產(chǎn)物及其糞便等含氮有機物的氨化作用產(chǎn)生，污染養(yǎng)殖水環(huán)境，影響水產(chǎn)動物健康成長[2-5]。亞硝酸鹽是氨氮在細菌硝化作用過程或硝酸鹽在反硝化作用過程中產(chǎn)生[5]。在對蝦養(yǎng)殖過程中，氨氮和亞硝酸鹽的轉(zhuǎn)化受到多種因素的影響，尤其是在對蝦高密度養(yǎng)殖的后期，氨氮和亞硝酸鹽的含量會積累超標[6]，從而影響對蝦的生長、代謝、免疫力和存活[2-3，7-10]。因此，研究氨氮和亞硝酸鹽對不同物種的毒性極為重要，有利于在養(yǎng)殖過程中設(shè)定它們的控制上限和控制策略，提高養(yǎng)殖對蝦的存活率。

墨吉明對蝦（Fenneropenaeus merguiensis）屬節(jié)肢動物門（Arthropoda）甲殼動物亞門（Crustacea）軟甲綱（Malacostraca）對蝦科（Penaeidae）明對蝦屬（Fenneropenaeus），俗稱大明蝦、大蝦[11]。墨吉明對蝦為一種經(jīng)濟、暖水性的對蝦，具有生長較快、資源豐富、肉質(zhì)美、抗病性較強等優(yōu)點[12]，備受養(yǎng)殖企業(yè)和研究者關(guān)注。近年來開展了墨吉明對蝦胚胎發(fā)育、代謝、環(huán)境適應(yīng)性、毒性試驗和疾病防治等研究[4，13-17]。氨氮和亞硝酸鹽濃度對墨吉明對蝦的毒性及對其免疫因子的影響已有研究[4，15]。但未涉及到不同鹽度條件下氨氮和亞硝酸鹽的毒性研究。氨氮和亞硝酸鹽在不同鹽度條件下對凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）和南方濱對蝦（L.schmitti）的急性毒性已有研究報道，并證明鹽度對氨氮和亞硝酸鹽的毒性有較大的影響[7，18-20]。本研究通過使用半靜水生物毒性試驗的方法，探討不同鹽度條件的情況下，氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的急性毒性作用，為墨吉明對蝦的水環(huán)境調(diào)控和健康養(yǎng)殖提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年7—8月在廣東海洋大學(xué)東海島海洋生物研究基地內(nèi)完成。試驗所用的墨吉明對蝦來自于廣東海洋大學(xué)東海島海洋生物研究基地，挑選體色正常、活力好的同一批對蝦進行試驗，對蝦平均體長為（4.0±0.5） cm。試驗前，通過鹽度漸變將試驗對蝦分別馴化到試驗所需的鹽度，然后保持鹽度不變，暫養(yǎng)3 d。不同鹽度的試驗用水為經(jīng)沙濾、沉淀，再用有效氯濃度為20 g/m3 的強氯精消毒、充氣和暴曬處理后的天然海水和地下水配制而成。氯化銨和亞硝酸鈉均為分析純，分別用于調(diào)節(jié)氨氮和亞硝酸鹽的濃度（以氮計）。試驗水體pH值為8.0，水溫為28 ℃。

1.2 試驗方法

分別在鹽度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的條件下，設(shè)置不同濃度的氨氮和亞硝酸鹽進行試驗。根據(jù)預(yù)試驗的結(jié)果，把氨氮和亞硝酸鹽以等對數(shù)間距設(shè)置5個濃度組。鹽度為0.5%、1.0%、1.5%條件下氨氮濃度組為10.00、15.14、22.39、33.88、 50.12 mg/L;鹽度為2.0%、2.5%、3.0%條件下為17.46、25.00、35.81、51.29、73.45 mg/L。鹽度為0.5%和1.0%條件下亞硝酸鹽濃度組為5.01、7.94、12.30、19.50、30.20 mg/L;鹽度為1.5%條件下為7.94、12.30、19.50、30.20、47.86 mg/L;鹽度為2.0%、2. 5%和3.0%的條件下為10.00、16.22、26.30、42.66、69.18 mg/L。試驗在16 L的塑料桶中進行，裝水為8 L，放蝦10尾，每個試驗組設(shè)3個平行，每個鹽度梯度組設(shè)1個對照組。試驗中每24 h換水1次，全程不充氣，并記錄試驗對蝦的存活情況，及時清理出死蝦。判斷對蝦死亡標準是用玻棒觸碰時沒有任何反應(yīng)和心臟停止跳動即視為已死亡。依據(jù)周永欣等的方法進行急性毒性試驗[21]。

1.3 半致死濃度和安全濃度

根據(jù)試驗結(jié)果，按線性回歸法可計算出亞硝酸鹽和氨氮的24、48、72、96 h時段的半致死濃度（LC50），再由公式SC=0.1×[96 h（LC50）]，求出各時段的的安全濃度（SC）。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨氮對墨吉明對蝦的急性毒性

由表1可知，在相同鹽度的條件下，隨氨氮的濃度增加，墨吉明對蝦的死亡率也增加;在相同氨氮濃度的條件下，試驗時間越長，墨吉明對蝦的死亡率也會越高。氨氮濃度分別為17.46、25.00、35.81、51.29、73.45 mg/L，鹽度為2.5%時，墨吉明對蝦的96 h死亡率分別為33.33%、46.67%、60.00%、73.33%、93.33%，而在鹽度為2.0%時，墨吉明對蝦的96 h死亡率分別為36.67%、53.33%、80.00%、100.00%和100.00%。鹽度為0.5%的條件下，在氨氮濃度為22.39、33.88、50.12 mg/L時，墨吉明對蝦的96 h死亡率均為100%。

2.2 不同鹽度下氨氮對墨吉明對蝦的半致死濃度（LC50）和安全濃度（SC）

由表2可知，在24、48、72、96 h內(nèi)，鹽度為3.0%時，氨氮對墨吉明對蝦的半致死濃度為29.72～49.46 mg/L;鹽度為2.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50為29.83～59.70 mg/L;鹽度為2.0%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50為23.48～45.10 mg/L;鹽度為1.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50為14.57～38.30 mg/L;鹽度為1.0%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50為11.92～35.80 mg/L;鹽度為0.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50為8.49～28.81 mg/L?？梢钥闯?，在鹽度為0.5%～2.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50隨著鹽度升高而升高。在鹽度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的SC分別為 0.85、1.19、1.46、2.35、 2.98 mg/L。在鹽度為0.5%～2.5%的范圍內(nèi)，氨氮對墨吉明對蝦的SC也隨著鹽度的升高而升高。然而，當(dāng)鹽度為3.0%時，氨氮對墨吉明對蝦的LC50和SC均低于鹽度為2.5%時，說明鹽度2.5%應(yīng)該在墨吉明對蝦最適鹽度范圍內(nèi)。

2.3 亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的急性毒性

由表3可知，同氨氮的急性毒性試驗結(jié)果相似，在相同鹽度的條件下，隨亞硝酸鹽的濃度增加，墨吉明對蝦的死亡率也會增加;在相同亞硝酸鹽濃度的條件下，試驗時間越長，墨吉明對蝦的死亡率也會越高。亞硝酸鹽濃度分別為10.00、16.22、26.30、42.66、69.18 mg/L，鹽度為2.5%時，墨吉明對蝦的96 h死亡率分別為33.33%、50.00%、66.67%、86.67%、100.00%，低于鹽度為2.0%和3.0%時的96 h死亡率。

2.4 不同鹽度下亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的半致死濃度（LC50）和安全濃度（SC）

由表4可知，鹽度為3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%時，亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的96h LC50分別為11.46、18.26、8.60、6.24、2.91 、1.05 mg/L，SC分別為1.15、1.83、0.86、0.62、0.29、0.11 mg/L。鹽度為0.5%～2.5%時，亞硝酸鹽在時間24、48、72、96 h的LC50和SC均隨著鹽度的升高而升高。然而，當(dāng)鹽度為3.0%時，亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的LC50和SC均低于鹽度為2.5%時，再次說明鹽度2.5%應(yīng)該在墨吉明對蝦最適鹽度范圍內(nèi)。

3 討論

3.1 不同鹽度條件下氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的急性毒性作用

關(guān)于氨氮和亞硝酸鹽對對蝦的LC50的研究主要集中在同一鹽度水平進行。而對蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)中，不同地區(qū)、不同養(yǎng)殖池，甚至同一養(yǎng)殖池的不同時期，其養(yǎng)殖鹽度往往是不同的。本試驗結(jié)果顯示，在0.5%～2.5%的鹽度范圍下，氨氮和亞硝酸鹽對墨吉明對蝦24、48、72、96 h的LC50和SC也隨著鹽度升高而升高。其變化規(guī)律大體與其他品種的毒性試驗結(jié)果[5，18-20，22-23]相似。說明在一定鹽度范圍內(nèi)，隨著鹽度的下降，水生動物對氨氮和亞硝酸鹽的耐受性降低。Barbieri的研究也發(fā)現(xiàn)，鹽度由2.0%變?yōu)?.5%時，氨氮對南方濱對蝦的LC50和SC均降低[18]。當(dāng)鹽度由2.5%變?yōu)?.5%時，氨氮對凡納濱對蝦的SC也降低[19]，亞硝酸鹽對凡納濱對蝦的毒性增加了147%～249%[5]。對于南方濱對蝦來說，鹽度從3.5%降到0.5%時，亞硝酸鹽的24、48、72、96 h毒性分別增加了33.4%、 46.7%、69.2%、103.3%[20]。在一定的鹽度范圍內(nèi)，鹽度降低，氨氮和亞硝酸鹽的毒性增加，可能與鹽度影響到對蝦的呼吸、免疫、代謝和滲透壓有關(guān)[4，15，18-20，24-25]。因此，養(yǎng)殖生產(chǎn)者在考慮氨氮和亞硝酸鹽的毒性時，必須將鹽度作為一個重要因素進行考慮。

3.2 相同鹽度條件下氨氮對墨吉明對蝦的急性毒性作用

從本試驗的研究數(shù)據(jù)不難看出，在相同鹽度的條件下，氨氮對墨吉明對蝦的毒性隨著氨氮濃度升高而增強，在斑節(jié)對蝦（Penaeus monodon）[22]、日本囊對蝦（Marsupenaeus japonicus）[5]、南方濱對蝦[18，20]、凡納濱對蝦[5，19]，以及其他水生動物，如羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）[26]、斜帶石斑魚 （Epinephelus coioides） [27]的毒性試驗結(jié)果很相似。在相同鹽度條件下，亞硝酸鹽對南方濱對蝦[20]和凡納濱對蝦[5]的毒性也隨著亞硝酸鹽濃度升高而增強，本試驗中亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的毒性試驗也有類似的結(jié)果。

氨氮和亞硝酸鹽的毒性也隨著處理時間的延長而增加。在鹽度為2.5%時，氨氮對墨吉明對蝦的24、48、72、96 h LC50分別為59.70、48.46、36.14、29.83 mg/L，其48、72、96 h LC50分別比24 h時下降了18.83%、39.46%、50.03%。Barbieri研究結(jié)果顯示，在鹽度為2.0%時，氨氮對南方納濱對蝦48、72、96 h LC50分別比24 h時下降了35.34%、53.50%、57.20%[18]，其變化幅度大于墨吉明對蝦。本研究在鹽度為2.5%時，亞硝酸鹽對墨吉明對蝦的24、48、72、96 h LC50分別為55.77、39.71、28.11、18.26 mg/L，其48、72、96 h LC50分別比24 h時下降了28.80%、49.60%、67.26%。在鹽度為2.0%時，亞硝酸鹽對南方濱對蝦的48、72、96 h LC50分別比24 h時下降了36.34%、45.86%、62.01%[20]。說明在相同鹽度的條件下，氨氮和亞硝酸鹽的濃度越高，對墨吉明對蝦的毒性越強;在相同亞硝酸鹽濃度的條件下，暴露的時間越長，對墨吉明對蝦的毒性也越強。

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