Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性研究

郭建波，郭遠(yuǎn)明，喻 亮，鐘 志，陽(yáng) 芳

（浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021）

Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性研究

郭建波，郭遠(yuǎn)明，喻 亮，鐘 志，陽(yáng) 芳

（浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021）

2016年6月，在浙江省海洋水產(chǎn)研究所西軒養(yǎng)殖試驗(yàn)場(chǎng)選取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚(yú)幼魚(yú)作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，采用靜水法開(kāi)展研究了Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在海水pH=7.86～8.12、T=26.1～27.7℃、S=27.6～29.1的條件下，Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的96 h LC50分別為10.262 mg/L、46.221 mg/L、9.134 mg/L，其95%置信區(qū)間分別為6.676～12.672 mg/L、42.942～49.827 mg/L、6.449～11.272 mg/L。綜合3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的毒性機(jī)理和急性毒性數(shù)據(jù)，3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的毒性依次為As3+＞Cr6+＞Ni2+。Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的安全濃度分別為0.10 mg/L、0.46 mg/L、0.09 mg/L。Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的毒性均為高毒。

Cr6+；Ni2+；As3+；大黃魚(yú)；急性毒性；半致死濃度

大黃魚(yú)Pseudosciaena crocea隸屬于鱸形目、石首魚(yú)科、黃魚(yú)屬，俗稱黃魚(yú)、黃花魚(yú)、大王魚(yú)等，為暖水性集群洄游魚(yú)類(lèi)，生活于近海的中、下層[1-2]。作為傳統(tǒng)“四大海產(chǎn)”（大黃魚(yú)、小黃魚(yú)、帶魚(yú)、烏賊）之一，大黃魚(yú)是我國(guó)近海主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，廣泛分布于黃海中部以南至瓊州海峽以東的中國(guó)大陸近海及朝鮮西海岸。大黃魚(yú)因其肉質(zhì)細(xì)嫩鮮美、高蛋白、低膽固醇，并富含不飽和脂肪酸和?；撬?，對(duì)人體有很好的補(bǔ)養(yǎng)作用，是我國(guó)以及周邊國(guó)家及地區(qū)人民青睞的海產(chǎn)魚(yú)類(lèi)之一。

近年來(lái)，隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，隨即出現(xiàn)了近海污染等一系列海洋環(huán)境問(wèn)題，據(jù)國(guó)家環(huán)保局《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607-1989）》[3]規(guī)定，魚(yú)、蝦類(lèi)的產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)、洄游通道以及水產(chǎn)增養(yǎng)殖區(qū)等海、淡水漁業(yè)水域Cr6+含量應(yīng)≤0.1 mg/L，Ni2+、As3+含量均應(yīng)≤0.05 mg/L。但在相關(guān)調(diào)查報(bào)告中發(fā)現(xiàn)，部分污染水域超標(biāo)數(shù)倍不等，某地區(qū)水域甚至因Ni2+污染造成了牡蠣等海產(chǎn)品變異嚴(yán)重[4-5]。重金屬污染的不斷加重，使得水生生物的生存環(huán)境受到了嚴(yán)重的威脅[6]。魚(yú)類(lèi)急性毒性實(shí)驗(yàn)是用來(lái)判別污染物毒性的簡(jiǎn)便而且快速的方法[7]，目前有關(guān)重金屬對(duì)魚(yú)類(lèi)的急性毒性研究國(guó)內(nèi)外已有許多報(bào)道[8-11]。大黃魚(yú)作為傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)和近年來(lái)的主要海水養(yǎng)殖、海洋增殖放流品種，對(duì)其開(kāi)展急性毒性試驗(yàn)，評(píng)價(jià)污染物毒性現(xiàn)狀具有重要的意義。國(guó)內(nèi)有氨氮、亞硝態(tài)氮[1]、氟苯尼考[12]、硝唑尼特[13]、鎘等對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性效應(yīng)研究報(bào)道，但未見(jiàn)Cr6+、Ni2+和As3+三種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)影響的報(bào)道。

筆者于2016年6月在浙江省海洋水產(chǎn)研究所西軒養(yǎng)殖試驗(yàn)場(chǎng)選取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚(yú)幼魚(yú)作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，將其置于添加了不同濃度的Cr6+、Ni2+、As3+的海水中開(kāi)展毒性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取了3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性數(shù)據(jù)，初步探討了3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的致毒機(jī)理，以期為養(yǎng)殖環(huán)境評(píng)價(jià)和相關(guān)污染事故處理提供參考依據(jù)[14]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 受試生物

2016年6月從浙江省海洋水產(chǎn)研究所西軒養(yǎng)殖試驗(yàn)場(chǎng)取日齡為103 d的全人工培育的大黃魚(yú)幼魚(yú)作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，充氧立即運(yùn)回浙江省海洋水產(chǎn)研究所室內(nèi)暫養(yǎng)，暫養(yǎng)容器為經(jīng)高錳酸鉀消毒清洗過(guò)的聚乙烯塑料缸（容積80 L），暫養(yǎng)期間的光暗比為（14 h:10 h），每天采用少量多次的投餌方式投餌，實(shí)驗(yàn)前一天停止投餌，96 h實(shí)驗(yàn)期內(nèi)不投餌，不換水，防止外源雜質(zhì)影響實(shí)驗(yàn)本底值。挑選無(wú)傷病的健壯個(gè)體作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，規(guī)格為體長(zhǎng)（4.81±0.92）cm、體質(zhì)量（1.56±0.87）g，馴養(yǎng)3～4 d，備用。

1.1.2 試驗(yàn)海水

試驗(yàn)用海水取自浙江省海水增養(yǎng)殖基地—浙江省舟山市普陀區(qū)西軒島附近的海域，經(jīng)過(guò)48 h沉淀、二級(jí)砂濾，經(jīng)測(cè)定所用海水Cr6+含量為0.000 5 mg/L、Ni2+含量為0.000 2 mg/L、As3+含量為0.001 5 mg/L，符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607-1989）》[3]。實(shí)驗(yàn)組重金屬的質(zhì)量濃度已包含海水本底值。水溫26.1～27.7℃，鹽度27.6～29.1，pH 7.86～8.12，DO>7.8 mg/L。

1.1.3 試驗(yàn)容器

試驗(yàn)容器為50 cm×30 cm×30 cm的有機(jī)玻璃缸，實(shí)驗(yàn)前，所有用于實(shí)驗(yàn)的玻璃缸均以硝酸（1+5）浸泡過(guò)夜后，再用現(xiàn)配的等濃度的金屬液進(jìn)行處理，消除原缸體中可能含有的原有金屬離子并且消除器壁對(duì)金屬離子的吸附影響，所用的玻璃儀器等工具均用HNO3（1+5）浸泡24 h以上，用水反復(fù)沖洗，最后用純凈水沖洗干凈，備用[15]。

1.1.4 試驗(yàn)試劑

重鉻酸鉀（K2Cr2O7）、硝酸鎳（Ni（NO3）2·6H2O）均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；亞砷酸鈉（NaAsO2），化學(xué)純，購(gòu)自湖南水口山二廠化學(xué)試劑廠。用二級(jí)水分別配制Cr6+、Ni2+和As3+質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋得到試驗(yàn)中所用受試溶液。

1.2 方法

試驗(yàn)方法按照《近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測(cè)（GB 17378.7-2007海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第7部分）》[16]進(jìn)行，經(jīng)過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)查閱以及預(yù)備實(shí)驗(yàn)初步選定幾組濃度范圍，記錄并觀察96 h內(nèi)大黃魚(yú)幼魚(yú)的反應(yīng)情況。依據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)果，按照濃度等差間距法，將Cr6+設(shè)8 mg/L、11 mg/L、14 mg/L、17 mg/L、20 mg/L 5個(gè)濃度組，Ni2+設(shè)35 mg/L、40 mg/L、45 mg/L、50 mg/L、55 mg/L 5個(gè)濃度組，As3+設(shè)6 mg/L、9 mg/L、12 mg/L、15 mg/L、18 mg/L 5個(gè)濃度組，每個(gè)濃度分別設(shè)置2個(gè)平行組，另設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照組。大黃魚(yú)幼魚(yú)所有實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均分別用未染毒的小孔網(wǎng)兜隨機(jī)放入8尾幼魚(yú)，所有魚(yú)于15 min內(nèi)轉(zhuǎn)移完畢，試驗(yàn)周期為96 h。

實(shí)驗(yàn)期間，于12 h內(nèi)連續(xù)觀察，并記錄每組死亡數(shù)量、未死亡幼魚(yú)和瀕死幼魚(yú)的生理反應(yīng)，之后分別于24 h、48 h、72 h、96 h觀察記錄死亡情況。實(shí)驗(yàn)中，用玻璃棒觸碰幼魚(yú)尾部無(wú)任何反應(yīng)表示已完全死亡，及時(shí)撈出死亡幼魚(yú)，防止死亡幼魚(yú)污染水質(zhì)。暫養(yǎng)期間每天采用少量多次的投餌方式投餌，實(shí)驗(yàn)前一天停止投餌，96 h實(shí)驗(yàn)期內(nèi)不投餌，不換水，防止外源雜質(zhì)影響實(shí)驗(yàn)本底值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)采用概率單位—質(zhì)量濃度直線回歸法，計(jì)算96 h LC50及95%置信區(qū)間。安全濃度（Sc）采用下列公式計(jì)算：

2 結(jié)果分析

2.1 Cr6+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性

Cr6+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。大黃魚(yú)在20 mg/L的最高Cr6+質(zhì)量濃度實(shí)驗(yàn)組較低濃度組活躍，低質(zhì)量濃度組大黃魚(yú)幼魚(yú)放入實(shí)驗(yàn)容器中游動(dòng)緩慢，與空白對(duì)照組基本相似；高質(zhì)量濃度試驗(yàn)組幼魚(yú)最初放入實(shí)驗(yàn)容器時(shí)游動(dòng)迅速，身體彎曲，嘴開(kāi)合頻率較低濃度組增加，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，活動(dòng)減弱，側(cè)游于水底作圓周洄游狀，6 h后開(kāi)始出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，96 h死亡率達(dá)到93.75%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算，Cr6+對(duì)大黃魚(yú)的96 hLC50為10.262 mg/L，95%置信區(qū)間為6.676～12.672 mg/L，安全濃度為0.10 mg/L。

表1 Cr6+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Acute toxicity of Cr6+to P.crocea juvenile

2.2 Ni2+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性

Ni2+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。Ni2+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的影響程度與實(shí)驗(yàn)質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。大黃魚(yú)在55 mg/L的最高Ni2+質(zhì)量濃度實(shí)驗(yàn)組中，游動(dòng)劇烈，呈現(xiàn)出浮頭不安的現(xiàn)象，10 h后側(cè)游于水底作圓周游動(dòng)。高低質(zhì)量濃度組均開(kāi)始出現(xiàn)死亡情況，用玻璃棒觸碰其尾部無(wú)任何反應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算，Ni2+對(duì)大黃魚(yú)的96 h LC50為46.221 mg/L，95%置信區(qū)間為42.942～49.827 mg/L，安全濃度為0.46 mg/L。

表2 Ni2+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Acute toxicity of Ni2+to P.crocea juvenile

2.3 As3+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性

As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3中數(shù)據(jù)可知，24 h內(nèi)As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的影響程度與實(shí)驗(yàn)質(zhì)量濃度呈遞增趨勢(shì)，48 h時(shí)，大黃魚(yú)在As3+質(zhì)量濃度18 mg/L實(shí)驗(yàn)濃度組中出現(xiàn)完全死亡情況。在18 mg/L的最高As3+質(zhì)量濃度實(shí)驗(yàn)組中，大黃魚(yú)初放入實(shí)驗(yàn)容器中表現(xiàn)相當(dāng)活躍，出現(xiàn)狂游跳躍現(xiàn)象，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，身體彎曲，對(duì)外界刺激反應(yīng)減弱，最后沉于水底死亡。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算，As3+對(duì)大黃魚(yú)的96 h LC50為9.134 mg/L，95%置信區(qū)間為6.449～11.272 mg/L，安全濃度為0.09 mg/L。

表3 As3+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Acute toxicity of As3+to P.crocea juvenile

2.4 Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的急性毒性效應(yīng)

通過(guò)對(duì)表1、2、3數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理得表4。在相同暴露時(shí)間下，Cr6+、Ni2+、As3+與大黃魚(yú)死亡概率的線性回歸方程及相應(yīng)重金屬離子的半致死濃度、95%置信區(qū)間和3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)的安全濃度計(jì)算結(jié)果如下。通過(guò)建立死亡概率的回歸方程，均顯示出了較好的正相關(guān)性。96 h內(nèi)As3+的半致死濃度濃度LC50值比Cr6+偏小，表明Cr6+、As3+對(duì)大黃魚(yú)的致毒效果隨時(shí)間的更迭差別不大，基本處于同一水平。Ni2+的96 h LC50值均大于Cr6+、As3+，表明Ni2+的致毒效應(yīng)較Cr6+、As3+弱，Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)的毒性強(qiáng)度由大到小依次為As3+、Cr6+、Ni2+的順序。

表4 Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)的急性毒性實(shí)驗(yàn)線性回歸方程、96 h LC50、95%置信區(qū)間及安全濃度Tab.4 The linear regression equation 96 h LC5095%confidence interval and safety concentration of present search

3 結(jié)論與討論

根據(jù)國(guó)家環(huán)保局相關(guān)文件規(guī)定，96 h LC50＞10 000 mg/L、1 000～10 000 mg/L、100～1 000 mg/L、1～100 mg/L、＜1.0 mg/L分別為微毒、低毒、中毒、高毒、劇毒污染物[18]。按照這一等級(jí)的劃分，本實(shí)驗(yàn)中Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的96 h LC50分別為10.262 mg/L、46.221 mg/L、9.134 mg/L，Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的毒性均為高毒，其安全濃度分別為0.10 mg/L、0.46 mg/L、0.09 mg/L，均高于《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607-1989）》[3]規(guī)定的數(shù)值，表明大黃魚(yú)幼魚(yú)對(duì)3種重金屬離子具有較高的耐受性。3種重金屬離子對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)的毒性依次為As3+＞Cr6+＞Ni2+。根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，Cr6+、Ni2+、As3+對(duì)大黃魚(yú)幼魚(yú)均具有急性毒性。另?yè)?jù)報(bào)道，Cr6+對(duì)同為石首魚(yú)科的黃姑魚(yú)幼魚(yú)的96 h LC50為13.13 mg/L[14]。試驗(yàn)結(jié)果表明，大黃魚(yú)幼魚(yú)對(duì)Cr6+的敏感性與黃姑魚(yú)較相近。有效控制養(yǎng)殖環(huán)境中Cr6+、Ni2+、As3+的濃度水平，為安全養(yǎng)殖提供良好的生存環(huán)境，對(duì)于保障人類(lèi)的食品安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

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Study on Acute Toxicity of Cr6+、Ni2+、As3+to Pseudosciaena crocea Juvenile

GUO Jian-bo,GUO Yuan-ming,YU Liang,et al
（Institute of Marine and Fisheries of Zhejiang Ocean University,Key Laboratory of Sustainable Utilization of Technology research for Fishery Resource of Zhejiang Province,Zhoushan 316021,China）

In June 2016,in the Xixuan breeding test field of Zhejiang Ocean Fisheries Research Institute selected day old 103 d of artificial cultivation of juvenile Pseudosciaena crocea as experimental animals,the hydrostatic method to carry out research Cr6+,Ni2+and As3+on juvenile P.croceaacute toxicity experiment.The results showed that 96 h LC50values of Cr6+,Ni2+and As3+towards P.croceain the sea water with condition of pH 7.86-8.12,a temperature of 23.1-24.7℃,and a salinity of 27.6-29.1 were 10.262 mg/L,46.221 mg/L and 9.134 mg/L respectively.96 h LC50values with 95%confidence interval were in the range of 6.676-12.672 mg/ L,42.942-49.827 mg/L and 6.449-11.272 mg/L,respectively.Theacute toxicity of Cr6+,Ni2+and As3+to P.croceawas arranged in a descend order as the following:As3+＞Cr6+＞Ni2+.The safe concentration of Cr6+,Ni2+and As3+on juvenile P.croceawere 0.10 mg/L,0.46 mg/L,0.09 mg/L.The toxicity of chromium,nickel and arsenic on juvenile P.croceawere highly toxic.

Cr6+;Ni2+;As3+;Pseudosciaena crocea;acute toxicity;median lethal concentration

S912

A

1008－830X(2016)05－0390－05

2016-07-23

浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目（2015C32001）

郭建波（1992-），男，山西晉中人，碩士研究生，研究方向：水域環(huán)境管理與評(píng)估.E-mail:guojian_bo@126.com

鐘志.E-mail:zhongzhizz@sina.com