（水产养殖专业论文）高效氯氰菊酯对鲫的安全性评价及其相关研究.pdf

华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 搐要 本研究对商效氯氰菊酯杀虫剂在水产养殖上的安全应用迸行综合性评价。以鲫 ( c a r a s s i u s 伽m f 淞) 为试验鱼，研究了在不同更换药液频率、溶剂配制、水温、p h 值、 鱼规格条件下高效氯氰菊酯对其急性毒性效应及高浓度高效氯氰菊酯对鲫短时间冲 击的影响；探讨了高效氯氰菊酯对寄生在鳜、鲫体表上的车轮虫的杀灭效果：选择 淡水渔业养殖水环境中常见的2 种浮游生物多刺裸腹涵( m o i n am a c r o c o p as t r a u s ) 和 普通小球藻( c h l o r e l l av u l g a r i s ) ，研究了高效氯氰菊酯对其毒性；以草鱼 ( c t e n o p h a r y n g o d o ni d e l l u s ) 和南美白对虾( & m e 驸v a n n a m e i ) 为试验材料，建立了水产 品中氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯残留量的电子捕获气相色谱( g c e c d ) 法。主要 研究结果如下； 高效氯氰菊酯对鲫9 6 1 1 半数致死浓度( 9 h 6 b u ：曲随更换药液的频率的增加而减 小：以丙酮为溶剂时，对鲫的半数致死浓度( l c s o ) 最大。以二甲苯为溶剂时，鲫的半 数致死浓度( 比o ) 最小；9 6 h l c 5 0 值随水温的升高而增大；9 6 h - l c s o 值随p h 值的升 高而增大；9 6 h l c s o 值随规格的增大而增大。鲫暴露在高浓度高效氯氰菊酯的条件 下，鲫均出现明显的中毒症状，但未出现死亡现象。最高浓度2 2 5 6 0 l f g l 组转移至 清水中出现了死亡现象。 0 0 2 5 m 1 m 3 浓度组和0 0 3 0 m l m 3 浓度组对鳜体表车轮虫的杀灭效果明显，但鳜 死亡率随高效氯氰菊酯乳油浓度的增加而增加，不宜作为鳜车轮虫病的防治； 0 0 2 0 m l m 3 、0 0 2 5 m 1 m 3 和0 0 3 0 m l _ m 3 浓度组对鲫体表车轮虫的杀灭效果明显， 同时对鲫鱼的毒副作用较小，适合于鲫车轮虫病的防治。 高效氯氰菊酯乳油对多刺裸腹潘2 4 h l c s o 值为0 0 3 9 m 1 m 3 ，其对多刺裸腹潘的 毒性较大。高效氯氰菊酯对普通小球藻9 6 h - e c s o 值为6 2 1 m g t l ，对小球藻叶绿素 a 9 6 h - e c s o 值为8 9 7 m g l 。其在短期内对小球藻不会产生较大的影响。 水产品中的拟除虫菊酯经乙腈提取，正己烷脱脂，e n v i 1 8 柱和氧化铝柱a d n 净化后进样分析。结果表明，该方法中氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的质量浓度 在1 0 i c , g l - 5 0 0 叻g l 范围内线性关系良好。3 种菊酯加标水平在1 毗g k g - t o 叻g & g 时，方法回收率为7 8 5 一1 0 0 8 之间，相对标准偏差为3 1 9 4 ，本方法氯氰菊 酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的最低检出限均为0 犁g k g 。该方法处理后杂质干扰少， 灵敏度高，检出限量低，适用性较强，能够满足水产品中拟除虫菊酯素类杀虫剂残 留的检测。 关键词：高效氯氰菊酯；鲫；急性毒性；车轮虫；多刺裸腹涵；普通小球藻； 残留；气相色谱 扁效氯氰第酯i j 鲫的安牟忡仆价及j l 相天研究 a b s t r a c t t h i sp a p e rs t u d i e dt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fb e t a c y p e r m e t h r i np e s t i c i d e s u s e di na q u i c u l t u r e i tw a ss t u d i e dt h ea c u t et o x i c i t yo fb e t a c y p e r m e t h r i no nc a r a s s i u s a u r a t u si nd i f f e r e n tf a c t o r ss u c ha sf r e q u e n c e so fc h a n g i n gw a t e r , s o l v e n t ，w a t e r t e m p e r a t u r e ，p h ，t h e s i z eo ft h ef i s ha n dh i g hc o n c e n t r a t i o ns h o r t t i m et r e a t i n go f b e t a c y p e r m e t h r i n t h es t e r i l i z i n ge f f e c to fb e t a - c y p e r m e t h r i nt ot r i c h o d i n ao nt h es k i n o f s i n i p e r c a c h u a t s ia n dc a r a s s i u sa u r a t u sw e r ed e t e c t e d t h e t o x i c i t y o f b e r n - c y p e r m e t h r i nt om o i n am a c r o c o p as t r a u sa n dc h l o r e l l av u l g a r i sw e r es t u d i e d g a s c h r o m a t o g r a p h yw i he l e c t r o nc a p t u r ed e t e c t i o nm e t h o dw a sd e v e l o p e df o rd e t e r m i n i n g t h er e s i d u e so fc y p e r m e t h r i n ，f e n v a l e r a t ea n dd e l t a m e t h r i ni nf i s h t h em a i n l yr e s u l t s w e r es u m m a r i z e da sf o l l o w s t h er e s u l t ss h o w st h a tt h em e d i a nl e t h a ld o s ea t9 6 h ( 9 6 h l c s o ) v a l u e si n c r e a s e da s t h ed i s c r e a s i n gf r e q u e n c e so fc h a n g i n gw a t e r ，t h ei n c r e a s i n gw a t e rt e m p e r a t u r e ，t h e i n c r e a s i n gp ho ft h ew a t e ra n dt h ei n c r e a s i n gs i z eo ft h ef i s h t h e9 6 h - l c s ov a l u ew a s t h e m o s tw i t hd i m e t h y l b e n z e n eo fb e t a c y p e r m e t h r i n ，t h ea c e t o n ew a st h el e a s t t h e c a r a s s i u sa u r a t u sb e h a v e dt o x i cs y m p t o mi ne v i d e n c ee x p o s u r e dh i g hc o n c e n t r a t i o n b e t a - c y p e r m e t h r i n ，b u tn o td e a d t h ec a r a s s i u sa u r a t u se x p o s u r e dt ot h e2 2 5 6 0 z g l g r o u pb e h a v e di n t e r m i t t e n c et o x i cs y m p t o m u n t i ld e a t hw h e nt h e yw e r et r a n s f e r dt of r e s h w a t e r t h e0 0 2 5 m l m 3g r o u pa n do 0 3 0 m i m g r o u ps t e r i l i z e dd i s t i n c t l yt ot r i c h o d i n ao n t h es k i no fs n i p e r c ac h u a 括i ，b u tt h em o r t a l i t yw a si n c r e a s i n ga st h ei n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o no fb e t a c y p e r m e t h r i ne c i tw a sn o ts e e m l yt od e f e n da n dc u r et h e t r i c h o d i n i a s i so fs i n i p e r c ac h u a 船i t h eo 0 2 0 m l m 3g r o u p 0 0 2 5 m i m g r o u pa n d 0 0 3 0 m i m 3g r o u ps t e d l i z e dd i s t i n c t l yt ot r i c h o d i n ao nt h es k i no fc a r a s s i u sa u r a t u s ， t h em o r t a l i t yw a sl o w i tw a ss e e m l yt od e f e n da n dc u r et h et r i c h o d i n i a s i so fc a r a s s i u s a u r a t u s t h e2 4 h l c s oo fb e t a c y p e r m e t h r i ne ct om o i n am a c r o c o p as t r a u sw a s o 0 3 9 m i m 3 i tw a sp o i s o n o u st om o i n am a c r o c o p as t r a u s t h e9 6 h 一1 - c 5 0o f b e t a - c y p e r m e t h r i ne ct oc h l o r e l l av u l g a r i sw a s6 2 1 m g la n dt h ec h l o r o p h y l law a s 8 9 7 m 叽i tw a sn o tb a di n f l u e n c ei nt h es h o r tt i m e t h es a m p l ew e r ee x t r a c t e db ya c e t o n i t r i l e ，d e f a t t e dw i t hh e x a n e ，t h e np a s s e dt h r o u g h e n v i 一1 8c o l u m na n da l - nc o l u m n t h es a m p l e sw e r er e a d yf o rd e t e r m i n a t i o n r e s u l t s s h o w e dt h a tt h en e wm e t h o dh a sg o o dl i n e a r i t ya n dr e p e a t a b i l i t yw h i c ht h eq u a l i t y c o n c e n t r a t i o no fc y p e r m e t h r i n ，f e n v a l e r a t e ，d e l t a m e t h r i nw e r e1 叻e c t ，5 0 0 叩g l t h e r e c o v e r i e sw e r e7 8 5 - 1 0 0 8 w h i c ht h es p i k e dc o n c e n t r a t i o nw e r e1 o “g l - l o 0 , g k g 竺奎些查兰! ! 塑星堡主兰竺堡奎 t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n sw e r e3 1 - 9 4 ( n - 5 ) a l lt h ed e t e c t i o nl i m i t so f3 p y r e t h r o i d sw c r co 2 p ：e # g - t h em e t h o di sa p p l i c a b l ef o rd e t e c t i o no fp y r e t h r o i d sr e s i d u e s i n f i s h k e yw o r d s ：b e t a c y p e r m e t h r i n ；c a r a s s i u sa u r a t u s ；a c u t et o x i c i t y ；t r i c h o d i n a ； m o i n a m a c r o c o p as t r a u s ；c h l o r e l l av u l g a r i s ；r e s i d u e ；g a sc h r o m a t o g r a p h y i l i 华中农、叱大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 不 如需保密，解密时间年月f j 是否保密 7 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名： 鬲旱 时问： 如中年g 月l ；日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定”，印学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存，汇 编学位论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论 文的全部或部分内容。 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。7 学位论文作者签名：高耳锄签名：心知穆 签名日期：加0 7 年月1 6e l签名日期：卅年z 月7 占日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 第1 章文献综述 保护生态环境是全球关注的热点问题，从长远来看它关系到人类在地球上的生 存和发展，它与国民经济的持续发展息息相关。渔业生态环境监测及保护己逐渐引 起国内外人们的重视，经济发达地区和国家对环境的监测、治理都给予很大的投入。 控制水环境污染、检测化学物质残留是提高水产品卫生质量最基本的前体，是保护 生态环境、保护人类健康的基础。 拟除虫菊酯是一类含有苯氧烷基的环丙烷酯类杀虫剂，是2 0 世纪7 0 年代以后 迅速发展起来的新型农药。由于其高效、广谱、低毒和低残留而替代有机氯农药在 室内和农业广泛应用。在渔业生产上对防治鱼类体表寄生的原虫、吸虫及甲壳类寄 生虫等有较好的效果。但是，在水环境中，拟除虫菊酯杀虫剂对鱼类和浮游生物具 有高毒性。使用不当，会对渔业生态系统以及在水生动物体的残留对食品安全的影 响。 本章拟对有关拟除虫菊酯杀虫剂的发展概况、作用机理、在水产中的应用、对 水生态系统的毒理学效应、在鱼体的蓄积及释放、在水体及水产品中的残留分析方 法等方面的国内外研究现状和进展作一综述，旨在为开展拟除虫菊酯对鱼类等水生 生物的安全性以及其在水产品中的残留对食品安全的影响的研究提供参考。 1 拟除虫菊酯杀虫剂的发展概况 天然除虫菊素作为杀虫剂，已有较悠久的历史。除虫菊( p y r e t h r u m c i n e r a r i a e f o l i u m ) ( 含有除虫菊素1 为菊科小黄菊属( p y r e t h r u m ) 植物。原产中欧国家，大 约在公元1 4 1 5 世纪的时候，人们发现了除虫菊的杀虫活性，并将其白色干燥花做成 粉状物当杀虫剂使用。由于天然除虫菊素具有理想杀虫剂的某些特征，击倒害虫快， 杀虫力强，广谱，低毒等，所以，1 9 世纪中后期，除虫菊则作为一种杀虫剂广泛的 引种到世界各地。1 9 2 4 年，瑞士化学家s t a u d i n g e r 并i l r u z i c k a 首先提出了天然除虫菊素 的结构。1 9 4 7 年确认了其结构，并阐述其分子结构有立体异构和光学异构，且生物 活性差异较大。1 9 4 9 年，s c h e c h t e r 等人工合成了世界上第一个拟除虫菊酯丙烯 菊酯，次年即实现了商品化( 杨桂春等，2 0 0 0 ) 。1 9 7 3 年，第一个对日光稳定的拟除 虫菊酯二氯苯醚菊酯开发成功，其后，e l l i o t t ( 1 9 7 3 ，1 9 7 4 ) 合成的二氯苯醚菊酯、氯 氰菊酯、溴氰菊酯则比天然除虫菊酯活性强，且对日光稳定，为拟除虫菊酯类杀虫 剂在农业上应用取得了历史性的突破。此后人们开发成功一大批含间苯氧基苄基的 拟除虫菊酯，这类拟除虫菊酯成为目前拟除虫菊酯杀虫剂中最重要的一类，最重要 的品种有氯氰菊酯、溴氰菊酯、氰戊菊酯等。1 9 7 4 年，日本住友化学公司发明一类 结构新颖、活性很高的杀虫剂的拟除虫菊酯。这是拟除虫菊酯组分上最大的突破，这 种非三元环的酸结构简单，易于合成，便于工业化生产，其代表品种为氰戊菊酯。 高教氯氰菊酯对鲫的安争忡计价膻j l 相关研究 到8 0 年代出现了开发拟除虫菊酯类杀虫剂的热潮，由于此类杀虫剂具有高效、安全， 广潜及对人畜低毒等特点，使其在农业上得以j “泛应用，己成为杀虫剂市场的支柱 之一。1 9 8 7 年，全球的杀虫剂市场约为6 1 亿美元，j 七中2 5 ( 1 5 亿美元) 为拟除虫菊酯。 工业产品约5 0 种，使用面积也已占整个杀虫剂使目面积的2 5 ( 唐除痴，1 9 9 8 ；吴文 君，1 9 9 9 ) 。 我国拟除虫菊酯的研究开发工作开始于1 9 7 2 年，江苏省农药研究所以合成菊酸 为基础探索拟除虫菊酯合成，并与扬州农药厂合作生产了我国第一个拟除虫菊酯农 药一胺菊酯( 姜辉，2 0 0 5 ) 。8 0 年代末，我国在i 酯类拟除虫菊酯的合成取得可喜进 展。南京大学成功采用不同的方法合成了醚类拟除虫菊酯及2 一甲基a 一戊烯基a 、a - 二 甲基一3 ( 2 、2 二氯乙烯基) 环丙烯羧酸酯及其类似物，以及新型氨基苯类拟除虫菊 酯。沈阳化工研究院对醚菊酯的合成路线和药效评价进行了探索，为工业生产提供 了可靠依据，并打开拟除虫菊酯杀虫剂在水田应用的新局面。经过3 0 多年的研究开 发，目前，在我国已经登汜的拟除虫菊酯类杀虫剂达到6 1 种，原药年生产能力达到 5 0 0 0 多吨( 杨桂春等，2 0 0 0 ) 。 拟除虫菊酯类杀虫剂在获得广泛使用的同时，也存在以下问题：( 1 ) 高鱼毒性。 绝大多数的拟除虫菊酯对鱼高毒。对虾蟹类一般都是禁用药。由于拟除虫菊酯类农 药的亲脂性，鱼类的鳃部吸附拟除虫菊酯比例很高，这正是鱼类暴露在水溶性的拟 除虫菊酯而敏感起作用的重要因子。鱼类缺乏水解合成除虫菊酯的酶系，所以拟除 虫菊酯对高级水生生物毒性很重。故长期以来限制了其在鱼类体外寄生虫病防治上 的应用；( 2 ) 使用不当时，对水生生态系统易造成严重破坏，对环境造成污染；( 3 ) 易 产生抗性。拟除虫菊酯属于高抗类杀虫剂，一般在使用3 5 年后，害虫就会产生抗 药性；( 4 ) 低内吸性。拟除虫菊酯由于分子量大，亲脂性强，因而缺乏内吸性。 尽管拟除虫菊酯类杀虫剂存在以上的问题，但与其它类型的杀虫剂相比，其仍 然具有巨大的发展前景。通过加快拟除虫菊酯抗性产生机理的研究。尽快开发低抗 系数的产品，合理使用现有的拟除虫菊酯商品，对已产生抗性的要停止使用一段时 间，对未产生抗性的，要加强与其他类型杀虫剂的复配与轮用，来延缓抗性的产生。 积极推进非酯类拟除虫菊酯杀虫剂的研究，探索其在稻田及渔业上的使用，拓宽拟 除虫菊类杀虫剂的使用范围。加强与其它类型的杀虫剂的复配来弥补其内吸性的不 足。例如高效氯氰菊酯与吡虫啉或阿维菌素复配，效果要比单用高效氯氰菊酯好的 多。近年来，尚未出现可以替代拟除虫菊酯的新型化合物，拟除虫菊酯杀虫剂在未 来十几年内仍然是最有发展前途的杀虫剂之一( 胡志强等，2 0 0 2 ) 。此外，随着其在 渔业的广泛应用，迫切的需要开发对鱼类及水生生物( 寄生虫除外) 低毒、低残留、 低成本、杀虫力强、不易产生抗性的拟除虫菊酯类杀虫剂。 2 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 2 拟除虫菊酯的作用机理 拟除虫菊酯是一类含有苯氧基的环丙烷酯类高亲脂性杀虫剂。其结构是影响其 毒性的重要因素。根据拟除虫菊酯化学结构的不同可将其分为两类：一类不含a 氰 基的i 型拟除虫菊酯，以氯菊酯为代表；一类含a 氰基的i i 型拟除虫菊酯，以氯氰菊 酯、溴氰菊酯和氰戊菊酯等为代表( 胡春容，2 0 0 5 ) 。由于1 i 型的广谱性和高效性， 广泛用于农林害虫和卫生害虫的防治，现以型使用最多，对此的研究报道也较多。 拟除虫菊酯作为一种神经毒剂，其毒理机制被认为是直接作用于神经膜上的的 n a + 通道而产生毒效( l u n da n dn a r a h a s h i ，1 9 8 1 ) 。n a + 通道是神经细胞兴奋和抑制的 主要离子通道，它的开放可引起n a + 离子快速内流，细胞去极化而产生动作电位，影 响神经细胞的活动( w e n d t - r a s c he ta l ，2 0 0 3 ) 。拟除虫菊酯与n a + 通道结合后，在去极 化期间使钠离子通道开启延长，导致钠电流和钠尾电流明显延长( v i j v e r b e r ga n d v a n d e nb e r c k e n ，1 9 9 0 ) ，使更多的钠离子通道开放( 刘安西等，1 9 9 0 ) 。膜片钳技术证实， 正常的n a + 通道开启仅仅只有几毫秒的时间，但在溴氰菊酯作用下，其持续开启的时 间可达一秒甚至更多( 吴霞编译，2 0 0 2 ) 。延长的钠电流引起负后电位去极化，振幅 和时程增加，在负后电位去极化达到兴奋阈值时，发生后效。特别是在突触的神经 末端和感觉神经元，引起神经肌肉痉挛产生超兴奋，使运动失调，最后神经传导被 完全阻断，造成麻痹死亡( 马志卿，2 0 0 2 ) 。 电生理学实验研究表明，哺乳动物神经元n a + 通道相当于昆虫n a + 通道s u p e r - k d r 的位置上的氨基酸残基是异亮氨酸而不是蛋氨酸，当用蛋氨酸取代野生大鼠的n a + 通道的异亮氨酸时可使其对溴氰菊酯的敏感性增 j w l 0 0 倍( v a i se ta 1 ，2 0 0 1 ) 。这可 能就是拟除虫菊酯杀虫剂对昆虫有强烈的毒杀作用而对哺乳动物毒性较低的原因。 近年来，国内外对拟除虫菊酯致神经毒作用研究在分子生物学和遗传毒理学等 方面取得不少新成果。w a n ga n dw a n g ( 2 0 0 3 ) 认为拟除虫菊酯主要作用于钠通道 的a 亚单位的s 6 片段上的位点。但有研究表明，拟除虫菊酯的神经毒作用是通过g 蛋 白来实现的。低剂量拟除虫菊酯对通道作用不明显，当与作用于g 蛋白的化合物一 起使用时，拟除虫菊酯的作用显著增强f 姜允申和肖杭，1 9 9 7 ) 。e n a na n dm a t s u m u r a ( 1 9 9 3 ) 研究了i i 型拟除虫菊酯对大鼠大脑突触与神经递质释放有关的蛋白磷酸化的 影响。发现低剂量时直接刺激蛋白激酶c 磷酸肌醇活化途径，导致自由钙、i p 3 胞内 浓度增高，诱发酸性蛋白8 7 、4 8 k d 和碱性蛋白3 8 k d 磷酸化增强。研究发现，溴氰 菊酯可引起神经细胞内游离钙水平明显升高。这种游离钙浓度升高可能是溴氰菊酯 引起n 甲基一d 天门冬氨酸受体激活，增强蛋白激酶c 的活性所致( 牛玉杰等，2 0 0 1 ) 。 蛋白激酶c 活性的增高，一方面可诱导即早基因，如c f o s 和c - j u n 的表达；另一方面 可能调节抑癌基n p 5 3 的活性从而参与溴氰菊酯引起的神经细胞凋亡( 伍一军和冷欣 夫，2 0 0 3 ；w ua n dl i u ，2 0 0 0 ) 。故认为与实验有关的钙敏感蛋白是拟除虫菊酯的主 要作用部位。 南敛氯氰菊酯对鲫的立伞r + 评价发j ( 相关研究 农药对神经组织代谢酶及对基因调控的影响办是阐明其神经毒作刷机制的重要 方面。目前已知拟除虫菊酯杀虫剂对神经组织一些代谢酶有明显影响，如对单胺氧 化酶、羧酸酯酶、混合功能氧化酶，n a + k + a t p a s e 、c a “一m g “- p 汀p a s e 等均有影响 ( 姜允申和肖杭，1 9 9 7 ) 。目前而言，研究最多的是拟除虫菊酯对n a + 一k + a t p a s e 的影 响。 n a + - k + a t p a s e 在神经细胞中是一种膜结合的酶蛋白，在n a + 、k + 矛u m 9 2 + 存在时 水解a t p ，提供主动运输n a + 和k + 所需要的能量，从而维持细胞膜夕l - n a + 、k + 浓度的 相对恒定及渗透压的平衡，以保证细胞正常的神经传导或物质吸收等重要的生理功 能( 马志卿，2 0 0 2 ) 。当n a + k + 一a t p a s e 受到强烈的抑制时，离子流受抑制，水被吸收、 滞留，引起各种谷氨酸盐及其他神经递质的释放，进而影响中枢神经系统。大量的 研究表明，拟除虫菊酯对神经组织中n a + k + - a t p a s e 有明显的抑制作用。认为昆虫神 经系统的n a + k + - a t p a s e 是拟除虫菊酯的靶标之一( 张宗炳，1 9 8 2 ；宁黔冀和尚稚珍， 1 9 9 6 ；何转运等，1 9 9 9 ； 开雨和冷欣夫，1 9 9 9 ) 。研究表明，不同浓度的溴氰菊酯可 抑制突触膜上的n a + k + a t p a s e ，且浓度越高抑制作用也越大。在7 0 m g k g i j j 量下能 显著降低大鼠脑组织中n a + c a t p a s e 活性，体外试验中可见抑制胞内n a + 离子的主 动运输，使胞内相应离子浓度升高而影响神经兴奋性。围产期大鼠经口染毒出生后 及哺乳期幼鼠脑组织中n a + k + - a t p a s e 活性明显降低( s y m o n i ke ta 1 ，1 9 8 9 ；m a l a v i y a e ta 1 ，1 9 9 3 ) 。另外，研究还发现拟除虫菊酯不仅影响钠通道，还影响氯通道、谷氨 酸受体通道，而且还能增强多巴胺神经元递质的释放( 伍一军和冷欣夫，2 0 0 3 ) 。 3 拟除虫菊酯杀虫剂在水产养殖中的应用现状 水产动物甲壳动物寄生虫病是我国水产养殖中的常见多发病。它不仅可以直接 引起患病鱼生长停滞或大量死亡，还会间接增加鱼类罹患细菌性和病毒性疾病的机 会。而传统的治疗方案很难从根本上能解决甲壳动物寄生虫病的难防不治和较大养 殖水体的难防难治难题。拟除虫菊酯作为一种具有高效、广谱杀虫剂，对于防治常 见淡水鱼类体表锚头鳋、中华鳋、鱼虱( o a sa n dm u k h e r j e e ，2 0 0 3 ) 等甲壳类寄生虫有 较好的效果。是传统的有机氯、有机磷水产类杀虫剂的理想替代品。目前已广泛应 用于水产养殖中。 拟除虫菊酯对鱼类虽是剧毒，但在自然环境条件下，由于拟除虫菊酯的油水分 配系数很大，进入水体后，很快被悬浮有机颗粒、沉积物及土壤所吸附；同时还通 过微生物降解、光解和水解等途径进行代谢，拟除虫菊酯浓度迅速降低，对水生生 物的毒害也大大降低。投放有水和底泥的露天沟渠中的氯氰菊酯水溶液浓度在2 4 h 后降低t 9 5 ( a g n i h o r t ie ta 1 ，1 9 8 6 ) 。在稻田一鱼池生态系统中按规定剂量使用溴氰 菊酯时，对稻用养鱼和邻近鱼塘无危害影响，对虾类影响严重；鱼池中溴氰菊酯的 浓度也持续下降，1 4 h 后已不再有检出；对浮游动物短期内造成严重破坏，但2 周后 4 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 即可恢复正常( 蔡道基等，1 9 9 6 ) 。所以，按规定剂量和方法使用拟除虫菊酯对鱼类 是安全的。但是，究竟对水生生物安全是否存在持续的风险性，通过科学合理的农 药使用管理是否能够降低拟除虫菊酯类农药对水生生物的影响作用，目前都缺少系 统综合的研究成果。 4 拟除虫菊酯杀虫剂对水生态系统的毒理学效应 4 1 拟除虫菊酯杀虫剂对鱼类的急性毒性效应 脊椎动物对拟除虫菊酯的敏感性在很大程度上取决于它们生物转化能力的大 小，大多数动物生物转化的主要途径为水解作用，并且能把水解产物排泄到胆汁中， 这些水解产物一般无毒或低毒( b r a d b u r ye ta 1 ，1 9 8 7 ；齐红莉等，2 0 0 5 ) 。相反，低水 平的生物转化能力和排泄作用是鱼类及其它水生动物对拟除虫菊酯敏感的重要原因 之一。 拟除虫菊酯通过鱼鳃直接进入血液，进入身体各组织器官中。此外，带有a 氰 基的拟除虫菊酯能使神经膜钠通道开放，从而使钠离子流动加快，使神经传递和肌 肉收缩加速。对钠通道的影响扰乱鱼体离子代谢，干扰了离子平衡，抑制鳃、肾组 织中的b l a * ，k * - a t p a s e 和脑组织中的c a 2 + ，m 9 2 + a t p 弱e 的活力( 王朝晖等，2 0 0 0 ) ， 从而出现中毒甚至死亡症状。 目前，关于拟除虫菊酯对鱼类的急性毒性的报道甚多。对鱼类的毒性均是g 几 级。对虾蟹类则更小。s m i t ha n ds t r a t t o n ( 1 9 8 6 ) 总结了氯氰菊酯对鱼类的毒性：大西 洋鲑鱼( s a z , n os a l a r ) 9 6 h l c s o 值为2 o * , g l ；顺式氯氰菊酯对虹鳟假g a i r d n e r i ) 9 6 1 1 - i - c 5 0 值为6 o ”e g l ；对食蚊鱼( g a m b u s i aa f f i n i s ) 4 8 h l c s o 值为8 毗g l ；对沙漠鲻鱼 ( c y p r i n o d o nm a c u l a r i u s ) 4 8 h - l c s o 值为6 0 e , l 。c l a r ke ta 1 ( 1 9 8 7 ) 报道氯氰菊酯对青虾 ( p a l a e m o n e t e sp u g i o ) 的9 6 h - l c 5 0 值为0 0 1 即g l 。b r a d b u r ya n dc o a t s ( 1 9 8 9 ) 报道氯氰 菊酯对鲤( c y p r i n u sc a r p i o ) 9 6 h l c s o 值为0 即l 1 珈g l ，对褐色鲑鱼( s a l m of r u n a ) 为1 2 e c l 。h i l a le ta 1 ( 2 0 0 2 ) 报道高效氯氰菊酯对古比鱼4 8 h “、卯值为2 1 4 岸g l ，这与 美国农业部国家农业杀虫剂效果评估程序报告的高效氯氰菊酯对鱼类的急性毒性实 验室测试l c s o 的平均值为1 8 肛g l ( 蓝色太阳鱼) 到8 2 g l ( 虹鳟) 之间是一致的。 国内有关拟除虫菊酯对鱼类的急性毒性也有不少报道。龚瑞忠和蔡道基( 1 9 8 8 、 报道拟除虫菊酯农药对鱼类的毒性极大，并且有十分明显的时间效应，对鱼类的毒 性依次为氟氰菊酯 溴氰菊酯 氟胺氰菊酯 氰戊菊酯 - - 氯苯醚菊酯。翟良安等( 1 9 9 0 ) 报道溴氰菊酯对鲤、鲢鱼苗均为0 靴g l 。远远小于王明学等( 1 9 9 8 ) 报道的溴氰菊酯 对草鱼种9 6 h l c s o 为2 1 6 肛g l 。说明鱼苗比鱼种更敏感于拟除虫菊酯。王朝晖等( 1 9 9 8 1 报道了8 种拟除虫菊酯农药对稀有绚鲫的急性依次为溴氰菊酯、高效氯氰菊酯、氯氰 菊酯、甲氰菊酯、氰戊菊酯、二氯炔戊菊酯、胺菊酯、甲醚菊酯。并且对其均是剧 5 岛效氨氰菊酯对鲫的立牟r + 计价发j 相关研究 毒。谢文平和马广智( 2 0 0 3 ) 报道氯氰菊酯对草鱼种9 6 h l c 5 0 值为6 5 1 t g l ，草鱼鱼种 在2 4 h 内对该农药有较大的抗性，但低浓度长时制作用其毒性会大大加强。王朝晖和 尹伊伟( 1 9 9 7 ) 报道溴氰菊酯、e f i 氰菊酯、高效氯氰菊酯三者毒性相近，而二氯炔戊 菊的毒性最低。并且拟除虫菊酯原药和商品对食蚊鱼、鲫的毒性基本上相近，只是 商品溴氰菊酯毒性较大。认为鱼类对拟除虫菊酯的敏感性差异不大，只是冷水鱼类 比暖水鱼类更为敏感，认为人鳞副泥鳅对拟除虫菊酯较不敏感。而江辉等( 2 0 0 5 ) 报 道高效氯氰菊酯、甲氰菊酯对泥鳅的9 6 h l c 5 0 均为肛l 级。可能是由于两者试验条 件的不同才造成较大的差异。 有关拟除虫菊酯对海洋鱼类及其它水生动物的毒性效应的报道较少。陈碧鹃等 ( 1 9 9 7 a ) 报道氰戊菊酯、胺菊酯对紫贻贝、扇贝的9 6 h - l c s o 值在0 3 r a g l - 2 3 4 m g l 。相 比而言，对其不是很敏感。贝类除了死亡之外，当2 种菊酯浓度达到一定时，贝类还 会失去附着能力，松散地分布于试验缸底。附着能力的降低势必会影响其生存能力， 最终导致贝类的死亡。 4 2 拟除虫菊酯杀虫剂对鱼类的亚急性毒性效应 通过亚急性毒理实验，往往能够找到环境中毒物对水生生物的潜在危害。越来 越多的学者开始用亚急性试验来研究拟除虫菊酯对鱼类及其它水产动物的毒害。由 于拟除虫菊酯对鱼类等水生动物的毒性很高，若其使用不当或其他原因而进入水环 境，将对水产养殖及水生生态系统造成很大危害。因此，研究在一段时间内拟除虫 菊酯对水生动物体内某些组织或器官内有关生理生化指标以及组织病理学、生长来 反映其对水生动物的亚急性毒害效应，为拟除虫菊酯农药的安全使用，同时为保护 渔业资源和生态环境提供理论依据。 目前，有关拟除虫菊酯对鱼类的亚急性毒性的报道较多。周志刚等( 1 9 9 9 a ) 溴氰 菊酯对草鱼鱼种脑a c h e 及a t p 酶活性的影响。发现离体条件下，溴氰菊酯对草鱼种 脑m 矿a t p 酶活性抑制显著，呈一定的浓度一效应关系。但溴氰菊酯对离体、活体 脑a c h e 、离体脑n a + k + a t p 酶活性无显著影响。可能是由于溴氰菊酯在鱼体内也非 直接作用于脑a c h e ，并且明溴氰菊酯作用下神经细胞对n a + 传导的增加可能不涉及 到n a + 主动转运机制的改变。而王朝晖等( 2 0 0 0 ) 报道在离体条件下，甲氰菊酯能明显 抑制鲢鳃、肾组织中n a + k + - a t p a s e 活性和脑组织中的c a 2 + 、m 9 2 + - a t p a s e 的活性。 可能是由于甲氰菊酯与溴氰菊酯的作用机理或试验条件的差异引起的差异。 齐红莉等( 2 0 0 6 ) 向鲤鱼体内注射剂量为1 和g k g 功夫菊酯攻毒。1 0 d 后发现功夫 菊酯使红细胞的渗透脆性增加，降低红细胞膜的流动性，使红细胞形态发生改变， 红细胞核的核膜发生溶解，抑制红细胞a t p 酶的活性，破坏细胞或器官上的离子平 衡。靳晓敏等( 2 0 0 6 a ) 通过对鲤肌肉注射高效反式氯氰菊酯和功夫菊酯研究其对鲤血 清过氧化氢酶( c a t ) 、超氧化物歧化酶( s o d ) 的影响。结果表明，各浓度长时间( 1 6 8 h ) 6 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 作用高效反式氯氰菊酯使2 种酶活性极显著受到抑制。低浓度长时间四6 h 、1 6 8 h ) 及 高浓度( 6 0 0 z g k g 、6 0 0 0 肛g k g ) 在各时间点作用均使酶活性极显著下降。超氧化物歧 化酶随2 种农药注射浓度增大、作用时间延长酶活性均呈下降趋势。靳晓敏等( 2 0 0 6 b ) 还采用肌肉注射法研究不同浓度的高效反式氯氰菊酯和功夫菊酯对鲤血清溶菌酶、 谷丙转氨酶的影响。试验结果表明：低浓度长时间( 9 6 h 、1 6 8 h ) 作用及高浓度 ( 6 0 0 弘g k g 、6 0 0 0 h g k g ) 各采样点作用则使血清溶菌酶活性下降。功夫菊酯抑制血清 溶菌酶活力均达极显著。谷丙转氨酶则随2 种攻毒农药浓度增大、作用时间延长活性 均呈升高趋势。说明两种菊酯对鲤的免疫机制和肝脏有较大的影响。吴伟等( 2 0 0 6 ) 研究了罗非鱼暴露于不同浓度溴氰菊酯后组织中谷胱甘肽( g s h ) 的含量和谷胱甘肽 s 转移酶( o s t ) 活性的动态变化。结果表明，不同浓度的溴氰菊酯处理罗非鱼2 5 d ， 除了1 q “g 暾度组外，其余各浓度组的g s h 和g s l 均发生了明显的变化，规律为先 升高后降低，说明溴氰菊酯对罗非鱼体内的g s h 和g s t 是先诱导后抑制，且肝脏的 变化幅度比肌肉大。 拟除虫菊酯杀虫剂对鱼体组织的损伤破坏作用也是其对鱼类高毒的原因之一。 王朝晖和尹伊伟( 1 9 9 6 ) 报道鲢在亚致死浓度( 0 5 0 1 , g l 、0 7 5 m g l 、1 毗l ) 和较高浓 度( 5 0 h g l ) 的甲氰菊酯溶液中暴露后，鳃组织出现了鳃小叶增生膨大、邻近鳃小叶 粘连、鳃小叶末端膨大、粘液分泌增加和上皮细胞坏死脱落等症状，症状的轻重与 鱼群的死亡率有一定的关系，发现鱼群死亡率越高，鳃组织病变越严重。郑永华等 ( 1 9 9 9 ) 报道拟除虫菊酯杀虫剂对鱼的肝、肾均有明显损害作用，显微观察甲氰菊酯 对鲫的肝造成肝细胞团状聚集、脂肪滴和空泡增大、浆膜大面积损害，肾小管部分 坏死等现象。王媛等( 2 0 0 6 ) 鲤幼鱼，在0 5 即g ，l 和1 1 4 # g l 浓度的氯氰菊酯中暴露3 5 d 后，观察到鳃组织有明显损伤。 此外，拟除虫菊酯杀虫剂对鱼类生长的影响也说明其对鱼类的高毒性。王朝晖 等( 1 9 9 8 ) 1 甲氰菊酯、二氯炔戊菊酯对稀有觞鲫的亚慢性毒性。结果表明，以平均体 长为指标，甲氰菊酯和二氯炔戊菊酯对稀有绚鲫的最高无影响浓度0 v o e c ) 和最低有 影响浓度( l o e c ) 分别为0 4 4 , g l - 0 8 趴g l 、2 0 # , g l - 4 0 m g l 。郑永华等( 1 9 9 9 ) 研究甲 氰菊酯对鲫及其他几种水生动物的亚急性后发现，当甲氰菊酯浓度大于0 0 0 1 4 m g l 时，对生长产生明显的影响。王媛等( 2 0 0 6 ) 研究了氯氰菊酯杀虫剂对鲤亚急性毒性 效应后发现，氯氰菊酯对鲤最大允许浓度为0 2 8 , g l - 0 5 8 ，, g l 。在1 1 4 a g l 浓度组， 可以明显地观察到氯氰菊酯对鲤生长的抑制作用。 目前，有关拟除虫菊酯对海洋水生动物的亚急性毒性效应的报道还较少。陈碧 鹃等( 1 9 9 7 b ) i i f f = 究了氰戊菊酯和胺菊酯对贻贝生长的长期影响。当氰戊菊酯浓度为在 0 0 3 2 m g l 和0 0 5 6 m g l 时，加药7 d 后，贻贝的比生长率有显著影响。氰戊菊酯浓度 达到1 3 5 m g i 瘌1 8 0 m g l 时，加药7 d 后，贻贝的生长受到完全抑制。当氰戊菊酯浓 度为最高浓度1 0 m g l 时，加药9 d 后，贻贝的生长受到完全抑制。而其他低浓度组加 药2 d 后，各实验组的贻贝比生长率均受到抑制，但加药4 d 9 d 后。贻贝的生长逐渐有 7 扇放氯氰菊酯对鲫的安伞抖汁价及儿卡| l 关研究 所恢复。纪瑾等( 2 0 0 6 ) 研究了用不同浓度的氯氰菊哺( 靴g l 、2 靴g l 、1 2 靴l ) 和氰 戊菊f l 目( 2 5 f , g l 、1 2 跏g t 、6 2 5 f , g l ) 浸泡栉孔扇贝一段时间后，对血清、内脏囊和鳃 组织中的s o d 、c a t 活性及血清总抗氧化能力( t a o c ) 的影响。结果表明，栉孔扇 贝血清和各组织中的c a t 活性随着氯氰菊酯浓度的升高而增加。而氰戊菊酯处理组 c a t 的活性然后随着浓度的增加其活性先增大后再降低；当氯氰菊酯和氰戊菊酯浓 度分别为靴l 、2 5 g l 时，各组织中s o d 活性和血清t - a o c 值随着浓度的增加其活 性先增大后再降低。血清中的t a o c 和s o d 活性、组织中c a t 活性呈现下降趋势， 而组织中s o d 活性、血清中c a t 活性表现为先上升后下降的趋势。说明拟除虫菊酯 对海洋水生动物也有极强的毒性。 4 3 拟除虫