甲醛對合浦絨螯蟹的急性毒性研究

王鵬良，李偉峰，符 聰，王 培，雷 娟，方懷義，張艷秋，廖永巖

( 廣西北部灣海洋生物多樣性養(yǎng)護(hù)重點實驗室，欽州學(xué)院 海洋學(xué)院，廣西 欽州 535011 )

甲醛對合浦絨螯蟹的急性毒性研究

王鵬良，李偉峰，符 聰，王 培，雷 娟，方懷義，張艷秋，廖永巖

( 廣西北部灣海洋生物多樣性養(yǎng)護(hù)重點實驗室，欽州學(xué)院 海洋學(xué)院，廣西 欽州 535011 )

在水溫24～30 ℃、溶解氧5 mg/L及pH 8.5～8.8條件下，采用急性毒性試驗方法，研究不同含量甲醛對質(zhì)量約16 g的合浦絨螯蟹的急性毒性。結(jié)果表明，48 h以內(nèi)，甲醛質(zhì)量濃度低于500 mg/L對合浦絨螯蟹的存活率和存活時間無顯著影響(P>0.05)，96 h以內(nèi)，甲醛質(zhì)量濃底低于250 mg/L對合浦絨螯蟹的存活率和存活時間無顯著影響(P>0.05)；甲醛對合浦絨螯蟹的12、24、36、48、60、72、84、96 h半致死質(zhì)量濃度分別為1991.788、1644.522、1273.757、1724.642、1177.963、1147.138、963.129、873.590 mg/L，安全質(zhì)量濃度為87.359 mg/L。

合浦絨螯蟹；甲醛；存活率；存活時間；攝食量

合浦絨螯蟹(Eriocheirhepuensis)屬節(jié)肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨鰲蟹屬，俗稱石蟹、螃蟹[1-4]，是廣西南部大型淡水食用蟹種[5]。合浦絨螯蟹營養(yǎng)豐富，滋味鮮美，深受廣大消費者和養(yǎng)殖戶的喜愛，具有廣闊的市場前景[6]。近年來，捕撈的野生合浦絨螯蟹不能滿足市場的需求，資源急劇下降，人工養(yǎng)殖迫在眉睫[7]。目前對合浦絨螯蟹的研究較少，僅有少量的資源調(diào)查[8-9]、繁殖生物學(xué)[10]、生長和生態(tài)特性[7,11]、生物學(xué)特性[12]等的研究。這可能是合浦絨螯蟹養(yǎng)殖成功率較低尚未大規(guī)模養(yǎng)殖的主要原因[13]。甲醛通過烷基化反應(yīng)，使蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致目標(biāo)酶和核酸等的功能發(fā)生改變而消毒殺菌，常作為水產(chǎn)養(yǎng)殖殺菌和殺寄生蟲的藥物而廣泛使用[14]。福爾馬林為甲醛溶液，具有強(qiáng)大的殺細(xì)菌作用，但也存在一定副作用[15]。因此，研究甲醛對合浦絨螯蟹的急性毒性，摸索適宜的用量對合浦絨螯蟹的人工養(yǎng)殖具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用蟹購自欽州東風(fēng)市場后，置于曝氣48 h的自來水暫養(yǎng)3 d。然后挑選健康、附肢齊全、活力強(qiáng)、體質(zhì)量約16 g的個體開展甲醛的急性毒性試驗。

養(yǎng)殖容器為規(guī)格46 cm×30 cm×29 cm、容量50 L的塑料箱，加水至水深10 cm。養(yǎng)殖用水為曝氣48 h的自來水。水溫為24～30 ℃，pH為8.5～8.8，溶解氧5 mg/L。

試驗用餌料為新鮮魷魚肉，購自欽州東風(fēng)市場。甲醛(分析純)，分子質(zhì)量為30.03，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%。試驗用的天平為日本島津電子天平(TXB622L)。

1.2 方法

1.2.1 甲醛毒性試驗

根據(jù)預(yù)試驗，本試驗甲醛設(shè)置0(對照)、250、500、750、1000、1250、1500、1750 mg/L，共8個梯度，各個質(zhì)量濃度由分析純甲醛和曝氣自來水配制而成。每個梯度設(shè)置3個平行，每個平行放置10只蟹，共計240只蟹。

將即時配置好的甲醛投入各質(zhì)量濃度梯度中。21:00投喂，每個質(zhì)量濃度梯度投喂20 g。8:00取出殘餌，記錄殘餌量，換等量的曝氣自來水一次，每次換水時現(xiàn)配藥液以保證藥物質(zhì)量濃度不變。試驗持續(xù)4 d，試驗期間連續(xù)充氣，每12 h觀察一次，記錄試驗蟹的活動和存活率、存活時間和攝餌量等情況。

本試驗中，設(shè)置相應(yīng)的餌料溶解試驗，檢測不同甲醛質(zhì)量濃度下餌料溶解值，修正攝餌結(jié)果。

1.2.2 統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析，用新復(fù)極差檢驗法進(jìn)行組間多重比較；P<0.05為差異顯著；用Probit法求出48、60、72、84 h和96 h的半致死質(zhì)量濃度(LC50)。

安全質(zhì)量濃度/mg·L-1=96 h LC50×0.1

存活率/%=n1/n×100%

存活時間/h=(t×n1+t1×n2) /10

相對攝餌量/%=m1/m×100%

式中，t為不同時間段(即12、24、36、48、60、72、84、96 h)；n為各容器中幼蟹總數(shù)目；n1為各容器中幼蟹存活數(shù)目；n2為各容器幼蟹死亡數(shù)目；t1為死亡幼蟹的存活時間(h)；m1為修正后的日攝餌量(g)；m為蟹體質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲醛對合浦絨螯蟹存活的影響

12 h和24 h時，甲醛質(zhì)量濃度低于1750 mg/L時，合浦絨螯蟹存活率(100%)差異不顯著(P>0.05)。36 h時，除1500 mg/L處理組與對照組差異顯著外，其余處理組與對照組差異均不顯著(P>0.05)。48 h時，甲醛質(zhì)量濃度高于1250 mg/L處理組蟹的存活率與對照組差異顯著(P<0.05)；甲醛質(zhì)量濃度低于250 mg/L的處理組與對照組差異不顯著(P>0.05)。60 h時，甲醛質(zhì)量濃度高于1250 mg/L的處理組蟹的存活率與對照組差異顯著(P<0.05)，甲醛質(zhì)量濃度低于1000 mg/L與對照組差異不顯著(P>0.05)。72 h時，甲醛質(zhì)量濃度高于1250 mg/L時，蟹的存活率與對照組差異顯著(P<0.05)；甲醛質(zhì)量濃度低于1000 mg/L時與對照組差異不顯著(P>0.05)。至84 h，甲醛質(zhì)量濃度高于1000 mg/L與對照組差異顯著(P<0.05)；甲醛質(zhì)量濃度750 mg/L與對照組差異不顯著(P>0.05)。96 h時，甲醛質(zhì)量濃度高于750 mg/L與對照組差異顯著(P<0.05)，甲醛質(zhì)量濃度500 mg/L處理組蟹的存活率與對照組差異不顯著(P>0.05)。甲醛質(zhì)量濃度為1500 mg/L和1750 mg/L時，96 h時蟹全部死亡。這些結(jié)果表明，甲醛暴露4 d以內(nèi)時，甲醛質(zhì)量濃度低于250 mg/L時對合浦絨螯蟹存活影響不明顯。

2.2 甲醛對合浦絨螯蟹影響的Probit分析

用Probit模型回歸分析了甲醛含量與存活率的關(guān)系，筆者得到不同時間下的毒力回歸方程(表1)和不同時間的半致死質(zhì)量濃度(圖2)。

圖1 甲醛對合浦絨螯蟹存活率的影響在一條折線中，字母相同，表示差異不顯著；字母不同，表示差異顯著.

時間/h不同時間段的毒力回歸方程半致死質(zhì)量濃度/mg·L-112y=10.47-0.05x1991.78824y=5.997-0.04x1644.52236y=6.477-0.05x1273.75748y=2.748-0.02x1724.64260y=3.273-0.03x1177.96372y=3.558-0.03x1147.13884y=4.259-0.04x963.12996y=3.113-0.04x873.590

圖2 甲醛對合浦絨螯蟹的半致死質(zhì)量濃度

由表1和圖2可見，隨著時間的推移，甲醛對合浦絨螯蟹的半致死質(zhì)量濃度值逐漸降低，48 h后，半致死質(zhì)量濃度降至1724.64 mg/L以下時，逐漸趨于穩(wěn)定。96 h，半致死質(zhì)量濃度為873.59 mg/L。當(dāng)甲醛質(zhì)量濃度超過873.59 mg/L時，將對合浦絨螯蟹幼蟹的存活率產(chǎn)生影響。所以，甲醛對合浦絨螯蟹幼蟹的安全質(zhì)量濃度為87.359 mg/L。

2.3 甲醛對合浦絨螯蟹存活時間的影響

甲醛質(zhì)量濃度750 mg/L以下的處理組，96 h的急性毒性試驗期間，與對照組差異不顯著(P>0.05)，但甲醛含量超過750 mg/L的處理組，存活時間低于90.87 h，與對照組差異顯著(P<0.05)(圖3)。

圖3 甲醛對合浦絨螯蟹存活時間的影響

2.4 甲醛對合浦絨螯蟹攝食量的影響

24 h，甲醛驟變對合浦絨螯蟹的攝食量影響顯著；甲醛質(zhì)量濃度低于500 mg/L時，組間差異不顯著(P>0.05)，但甲醛質(zhì)量濃度高于500 mg/L時，組間差異顯著。驟變48 h和72 h時，甲醛顯著影響合浦絨螯蟹的攝餌量，甲醛質(zhì)量濃度低于500 mg/L時，組間差異不顯著(P>0.05)。驟變96 h時，甲醛質(zhì)量濃度≥250 mg/L時，與對照組間差異顯著(P<0.05)。4 d的急性毒性試驗中，甲醛各處理組蟹的攝食量整體呈下降趨勢。但隨著蟹對甲醛的適應(yīng)，低質(zhì)量濃度組攝食量逐漸回升，甲醛質(zhì)量濃度1500 mg/L處理組攝食量明顯回升(P<0.05)(圖4)。

圖4 甲醛對合浦絨螯蟹幼蟹攝食量的影響

3 討 論

甲醛溶液是水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的消毒劑和殺蟲劑，消毒效果好，但有一定的副作用。本研究表明，48 h和96 h時甲醛溶液對體質(zhì)量約16 g的合浦絨螯蟹的半致死質(zhì)量濃度分別為1724.642 mg/L和873.59 mg/L，此結(jié)果高于對中華虎頭蟹(Orithyiasinica)[16]和中華絨螯蟹(E.sinensis)[17]的半致死質(zhì)量濃度。其原因可能有二，一是合浦絨螯蟹對甲醛溶液的耐受性較好，另一方面可能是蟹的發(fā)育階段不同對甲醛溶液的耐受性有差異。甲醛溶液對中華虎頭蟹Ⅰ～Ⅲ期溞狀幼體48 h的半致死質(zhì)量濃度分別為97.323、163.024、122.599 mg/L和168.388 mg/L[16]；甲醛溶液對中華絨螯蟹Ⅰ～Ⅳ期溞狀幼體48 h的半致死質(zhì)量濃度值分別為33.36、54.26、93.82 mg/L和98.41 mg/L[17]?？傊?，隨著發(fā)育階段的推進(jìn)，蟹對甲醛溶液的耐受性逐漸增強(qiáng)。本研究用的是幼蟹，發(fā)育階段高于中華虎頭蟹、中華絨螯蟹[7]及三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)[18]，因此其耐受性也較強(qiáng)。

本研究中，甲醛質(zhì)量濃度含量低于250 mg/L的處理組96 h內(nèi)影響合浦絨螯蟹的生存率不顯著，然而在此質(zhì)量濃度下，72 h之前合浦絨螯蟹攝食量差異不顯著(P>0.05)，250 mg/L質(zhì)量濃度組在72 h以后顯著影響幼蟹攝食量(P<0.05)，至96 h時攝食量僅為1.6%。這說明250 mg/L甲醛溶液72 h內(nèi)對合浦絨螯蟹的攝餌量影響不大；至72 h時，攝食量有明顯的回升，說明合浦絨螯蟹在一定程度上產(chǎn)生了適應(yīng)性。96 h時攝食量明顯降低，合浦絨螯蟹難以適應(yīng)，甚至死亡。所以250 mg/L的甲醛溶液對合浦絨螯蟹不安全，真正安全的甲醛質(zhì)量濃度為87.36 mg/L。此研究結(jié)果為開展合浦絨螯蟹幼蟹的大規(guī)模人工、安全、健康養(yǎng)殖提供了依據(jù)。

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AcuteToxicityofFormaldehydetoMittenHandCrabEriocheirhepuensis

WANG Pengliang, LI Weifeng, FU Cong, WANG Pei, LEI Juan, FANG Huaiyi, ZHANG Yanqiu, LIAO Yongyan

( Guangxi Key Lab of Beibu Gulf Marine Biodiversity Conservation, Ocean College, Qinzhou University, Qinzhou 535011, China )

An acute toxicity test of formaldehyde at various concentrations to Chinese mitten handed crabEriocheirhepuensiswith body weight of about 16 g was carried out at water temperature of 24-30 ℃, disolved oxygen of 5 mg/L and pH of 8.5—8.8 by an acute toxicity method. The results showed that there was no significant effect of formaldehyde at concentration of below 500 mg/L on the survival rate within 48 h (P>0.05). No significant effect on the survival rate and survival period was observed within 96 h at formaldehyde at concentration of below 250 mg/L (P>0.05). The LC50values of formaldehyde was found to be 1991.788 mg/L in 12 h, 1644.522 mg/L in 24 h, 1273.757 mg/L in 36 h, 1724.642 mg/L in 48 h, 1177.963 mg/L in 60 h, 1147.138 mg/L in 72 h, 963.129 mg/L in 84 h, and 873.580 mg/L in 96 h, with safe concentration of 87.359 mg/L. The findings will provide a theoretical basis and practical reference for the water treatment, disease prevention and control and improvement of survival rate of Chinese mitten handed crab during breeding.

Eriocheirhepuensis; formaldehyde; survival rate; survival period; food intake

10.16378/j.cnki.1003-1111.2017.06.021

S968.25

A

1003-1111(2017)06-0810-04

2016-08-15；

2017-01-22.

國家自然科學(xué)基金資助項目(41466003) ;廣西高等學(xué)校高水平創(chuàng)新團(tuán)隊及卓越學(xué)者計劃項目(GJR20144913);廣西自然科學(xué)基金重點資助項目(GXNSF162222); 廣西北部灣海洋生物多樣性養(yǎng)護(hù)重點實驗室項目(2016ZB02) ; 廣西海洋局科技興海項目(GXZC2015-G3-3692-GXJX); 欽州市科技攻關(guān)項目(2015270601).

王鵬良(1978-),男，高級工程師，博士；研究方向：水產(chǎn)動物遺傳育種. E-mail:pengliang_wang@163.com. 通訊作者：廖永巖(1965-),男，教授；研究方向：蟹及鱟生物、生態(tài)學(xué). E-mail:rock6783@126.com.