硫酸銅對水產(chǎn)動物的毒性研究現(xiàn)狀

羅云云 鄧岳松 陶業(yè) 王躍麗

摘?要：重金屬Cu2+既是水產(chǎn)動物所必須的礦物元素之一，也是水體常見的污染源。水體中高濃度Cu2+會對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物造成急性中毒從而致死，而亞致死劑量Cu2+也可造成水產(chǎn)動物慢性中毒，對其組織器官、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等造成不可逆的損傷。本文對水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見殺蟲劑硫酸銅對水產(chǎn)動物慢性毒性、急性毒性、安全濃度等的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖;硫酸銅;半致死量;安全濃度

銅既是水產(chǎn)動物生長繁殖所必須的礦物元素，也是水體中常見的重金屬污染源。水產(chǎn)常用的五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）又名藍(lán)礬、膽礬，呈透明藍(lán)色結(jié)晶或粉末，無臭，具金屬味，在空氣中易風(fēng)化，可溶于水和甘油，水溶液呈弱酸性[1]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，硫酸銅常用來治療魚類寄生蟲病以及控制或殺滅藍(lán)綠藻等有害藻類的爆發(fā)，在生產(chǎn)中，由于硫酸銅的大量使用或?yàn)E用，在水環(huán)境中或者動物體內(nèi)富集，一方面會造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的中毒死亡，另一方面對食品安全造成嚴(yán)重威脅[2]。因此，科學(xué)合理使用硫酸銅不僅能提高水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的生產(chǎn)效益，促進(jìn)漁業(yè)健康發(fā)展，同時對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、食品安全等都具有重大的意義。本文就近年來有關(guān)硫酸銅對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的毒性研究做綜述，旨在為水產(chǎn)從業(yè)者科學(xué)地使用硫酸銅提供理論參考。

1?硫酸銅在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

硫酸銅作為殺蟲劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖上得到廣泛的應(yīng)用。硫酸銅的殺蟲作用原理是，一方面是銅離子能夠與蛋白結(jié)合使其沉淀、變性，另一方面銅離子能破壞寄生蟲體內(nèi)的氧化還原酶系統(tǒng)（如巰基酶）的活性，阻礙蟲體的代謝，從而對寄生蟲起到殺滅作用;此外銅離子等重金屬離子對青泥苔，藍(lán)藻，細(xì)菌和真菌等有害生物也具有較強(qiáng)的殺滅作用[3]。

硫酸亞鐵具有收斂效應(yīng)，可以增強(qiáng)銅離子的殺蟲作用，因此生產(chǎn)上硫酸銅常與硫酸亞鐵按重量比5∶2比例配制使用，硫酸銅和硫酸亞鐵合劑簡稱銅鐵合劑，常以0.5～1.0 g/m3濃度全池潑灑，用以治療水產(chǎn)養(yǎng)殖動物車輪蟲、指環(huán)蟲、斜管蟲、杯體蟲、波豆蟲、錨頭蚤、中華蚤、纖毛蟲、鞭毛蟲等寄生蟲病[4]。

2?硫酸銅對水產(chǎn)動物的毒性作用

Cu2+對水產(chǎn)動物的毒性作用包括急性毒性和慢性毒性作用，會對水產(chǎn)動物的組織器官、免疫系統(tǒng)、胚胎發(fā)育等造成一系列的損傷。

2.1?對組織器官的損傷

鰓是魚類的呼吸器官，直接與外界環(huán)境相接觸，水體中Cu2+對魚類的毒性首先是離子通過鰓的表面組織或體表其它部位進(jìn)入鰓和體內(nèi)，從而對鰓或體表造成損傷。郭海山等（1990）[5]研究表明，當(dāng)草魚（Ctenopharyngodon idella）在硫酸銅濃度為0.7 mg/L（銅離子0.28 mg/L）水體中經(jīng)過49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅會破壞草魚鰓的正常生理結(jié)構(gòu)，首先引起鰓小片毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血、上皮細(xì)胞炎性水腫、甚至脫落、壞死。常藕琴等（2008）[6]研究也表明，硫酸銅中毒的劍尾魚（Xiphophorus heller）鰓小片黏液分泌增多，鰓絲上皮細(xì)胞腫脹、變性、壞死、增生，細(xì)胞核固縮，鰓小片融合，鰓絲棒狀化，這與叢寧（2005）[7]研究硫酸銅中毒對金魚（Carassius auratus Linnaeus）的影響以及李雨奎（2010）[8]研究硫酸銅中毒對橢圓背角無齒蚌（Anodonta woodiana）的影響結(jié)果一致。丁愛俠等（2010）[9]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒會造成日本蟳（Charybdis japonica）等甲殼類動物的鰓絲水腫，鰓細(xì)胞器溶解、角質(zhì)層變薄，線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腫脹、解體。水產(chǎn)動物的鰓組織受損，會造成呼吸困難，最終會造成窒息死亡。

肝臟是重要的解毒器官，也是魚蝦體內(nèi)蓄積重金屬的主要部位[10]。郭海山等（1990）[5]研究表明，當(dāng)草魚在硫酸銅濃度為0.7 mg/L（銅離子0.28 mg/L）水體中經(jīng)過49天的飼養(yǎng)后，硫酸銅引起肝細(xì)胞顆粒變性、玻璃樣變。常藕琴等（2008）[6]研究發(fā)現(xiàn)，肝臟是劍尾魚銅離子主要的沉積和蓄積的器官，硫酸銅中毒時肝臟的主要病理變化是肝臟水腫，肝靜脈和肝竇淤血、溶血，肝細(xì)胞的水泡變性，彌漫性壞死，肝細(xì)胞核固縮、核碎裂、核溶解。叢寧（2005）[7]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅中毒能引起金魚的肝細(xì)胞發(fā)生空泡變性，溶解性壞死。程波等（2008）[11]研究表明，當(dāng)水體中Cu2+濃度達(dá)到15 mg/L時，凡納濱對蝦（Penaeus vannamei）肝胰臟組織結(jié)構(gòu)受到破壞，肝小管分泌細(xì)胞破裂，肝臟分泌功能受到破壞，最終導(dǎo)致肝胰臟因嚴(yán)重的機(jī)械損傷而喪失功能。

腎臟是重要的排毒器官，參與調(diào)節(jié)電解液與水平衡，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。郭海山等（1990）[5]研究表明，硫酸銅中毒能引起草魚腎近曲小管上皮細(xì)胞腫脹，管腔變小，玻璃樣變，腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血。此外，白麗雯（2016）[12]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸銅對松江鱸（Trachidermus fasciatus）腎細(xì)胞系具有DNA損傷作用。叢寧（2005）[7]研究發(fā)現(xiàn)，急性銅中毒導(dǎo)致金魚腎小管細(xì)胞紋狀緣結(jié)構(gòu)破壞，腎小管細(xì)胞呈現(xiàn)溶解性壞死，并且引起腎的一系列超微病理變化，對腎功能造成損傷。

除鰓、肝臟、腎臟外，硫酸銅中毒還會對水生動物的其它器官造成一系列的損傷。馬莉芳（2013）[13]研究表明，銅離子對黃河鯉（Cyprinus carpio）的肌肉、腦、脾臟和心臟均會造成明顯的損傷，出現(xiàn)明顯的病理變化。李雨奎（2010）[14]研究發(fā)現(xiàn)，隨著水體銅離子濃度的增加和處理時間的延長，背角無齒蚌的胃絨毛逐漸變短，肌層變薄，腺細(xì)胞數(shù)量減少直至空化。孟曉林等（2018）[15]研究了水體重金屬銅對鯉腸的影響后發(fā)現(xiàn)，高濃度的銅離子顯著降低了鯉腸道菌群的多樣性，改變了鯉腸道的優(yōu)勢菌群，同時極顯著降低了鯉腸道緊密連接蛋白基因的表達(dá)水平，對鯉腸道上皮免疫屏障造成了損傷。組織器官這一系列的損傷，最終會導(dǎo)致水生動物的死亡。

漁業(yè)生產(chǎn)中，人們使用硫酸銅時，往往只考慮硫酸銅的急性毒性，即在使用硫酸銅中以不造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動物死亡為標(biāo)準(zhǔn)，須知有時候即使是比安全濃度低得多的劑量，當(dāng)Cu2+超過一定濃度臨界值也可能對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物造成不可逆的毒害作用。因此，需要利用更加先進(jìn)的科研手段，做出更多的研究，進(jìn)而尋找出這個臨界劑量。

綜上，正是由于這其中種種原因，在漁業(yè)生產(chǎn)中，漁業(yè)從業(yè)者使用硫酸銅時應(yīng)該更加謹(jǐn)慎，使用過程中不僅要考慮其有效性和安全性，也要考慮其對整個生態(tài)環(huán)境及生物鏈的影響，做到合理使用，盡量減少對生態(tài)環(huán)境的污染及對生態(tài)鏈的破壞。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊靜.硫酸銅在水產(chǎn)生產(chǎn)中的安全合理使用[J].漁業(yè)致富指南，2004（2）：26-26.

[2] 唐明珍.水產(chǎn)養(yǎng)殖中有效強(qiáng)化魚病防治工作的探討[J].今日畜牧獸醫(yī)，2018（7）：13-13.

[3] 王魯.如何安全高效配制硫酸銅[J].河北漁業(yè)，2014（8）：38-39.

[4] 劉彥，宋錦.硫酸銅在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用[J].[請查證]內(nèi)陸水產(chǎn)，2002，28（2）：27-27.

[5] 郭海山，趙德福，馮明.銅，鋅離子（Cu2+，Zn2+）引起魚類中毒的組織病理研究初報(bào)[J].河南水產(chǎn)，1990（3）：9-11.

[6] 常藕琴，石存斌，潘厚軍，等.硫酸銅中毒對劍尾魚肝臟和鰓損傷的病理學(xué)研究[C].中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)會水生實(shí)驗(yàn)動物專委會第三屆學(xué)術(shù)研討會.中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)會，2008.

[7] 叢寧.銅對金魚毒性影響的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[8] 李雨奎.硫酸銅對橢圓背角無齒蚌鰓的組織結(jié)構(gòu)的影響[J].淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，31（4）：36-40.

[9] 丁愛俠，王春琳.硫酸銅蓄積對日本鱘4種組織細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響觀察[J].南方水產(chǎn)，2010，6（2）：21-28.

[10] 韓照祥，胡喜蘭，王慶祝.重金屬在魚體內(nèi)的蓄積及其防御機(jī)制研究[J].水利漁業(yè)，2006，26（5）：76-77.

[11] 程波，劉鷹，楊紅生.Cu2+在凡納濱對蝦組織中的積累及其對蛻皮率、死亡率的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，27（5）：2091-2095.

[12] 白麗雯.硫酸銅和氯化鋅對松江鱸腎細(xì)胞系的毒性效應(yīng)[D]. 大連：大連海洋大學(xué)，2016.

[13] 馬莉芳.水體銅對黃河鯉毒性的研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[14] 李雨奎.橢圓背角無齒蚌胃的組織學(xué)及銅對其結(jié)構(gòu)的影響[J].生態(tài)科學(xué)，2010，29（5）：461-466.

[15] 孟曉林，朱振祥，李帥，等.水體銅對鯉腸道菌群結(jié)構(gòu)及免疫力的影響[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然版），2018，46（3）：85-90.

[16] 高春生，王春秀，范光麗，等.水體銅對黃河鯉非特異性免疫功能的影響[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，8（4）：1-4.

[17] 孫漢.pH和硫酸銅對中華絨螯蟹（Eriocheir Sinensis）非特異性免疫的影響[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2011.

[18] DETHLOFF G M ，BAILEY H C.Effects of copper on immune system parameters of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss）[J].Environmental Toxicology and Chemistry，1998，17（9）：1807-1814.

[19] 姚紀(jì)花，周平凡.銅，鋅和甲胺磷對大鱗副泥鰍胚胎發(fā)育和仔魚成活的影響[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，6（1）：11-16.

[20] 黃辨非，王曉娟，羅靜波.3種重金屬藥物對金魚胚胎-仔魚的毒性試驗(yàn)[J].水利漁業(yè)，2006（1）：97-99.

[21] 宋明霞.重金屬銅對斑馬魚胚胎發(fā)育毒性作用的研究[D]. 煙臺：煙臺大學(xué)，2019.

[22] 孫耀，陳超，張友篪.銅對黑鯛早期發(fā)育的影響[J].海洋科學(xué)，1987，11（4）：47-51.

[23] WITESKA M ，SARNOWSKI P ，LUGOWSKA K，et al.The effects of cadmium and copper on embryonic and larval development of ide Leuciscus idus L.[J].Fish Physiology & Biochemistry，2014，40（1）：151-163.

[24] JULLIARD A K ，SAUCIER D ，ASTIC L.Time-course of apoptosis in the olfactory epithelium of rainbow trout exposed to a low copper level[J].Tissue & Cell，1996，28（3）：367-377.

[25] BALDWIN D H ，SANDAHL J F ，LABENIA J S，et al.Sublethal effects of copper on coho salmon： Impacts on nonoverlapping receptor pathways in the peripheral olfactory nervous system[J].Environmental Toxicology & Chemistry，2003，22（10）：2266-2274.

[26] 萬全，王婧.硫酸銅等4種藥物對黃鱔魚種的急性毒性試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科學(xué)，2005（12）：29-30.

[27] 陳光蕓，張惠芬，徐鋼春，等.硫酸銅和高錳酸鉀對似刺鳊鮈幼魚的急性毒性試驗(yàn)[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖，2012（7）：27-30.

[28] 張小立，黃晶柱.敵百蟲和硫酸銅、硫酸亞鐵合劑對斑點(diǎn)叉尾鮰苗種的急性毒性試驗(yàn)[J].當(dāng)代水產(chǎn)，2004，29（12）：28-30.

[29] 馬玉和，王慶奎，郭永軍，等.甲醛和硫酸銅對半滑舌鰨的急性毒性試驗(yàn)[J].河北漁業(yè)，2014（9）：12-14.

[30] 楊啟超，萬全，趙俊峰，等.4種常用魚藥對泥鰍的急性毒性試驗(yàn)[J].水利漁業(yè)，2006，26（2）：98-100.

[31] 戴瑜來，王宇希，潘彬斌，等.幾種常用水產(chǎn)藥物對大鱗副泥鰍苗種的急性毒性試驗(yàn)[J].淡水漁業(yè)，2015，45（4）：104-107.

[32] 楊鶯鶯，陳畢生，陳福華，等.5種常用水產(chǎn)藥物對網(wǎng)紋石斑魚的急性毒性試驗(yàn)[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，10（1）：93-95.

[33] 葉素蘭，余治平.六種水產(chǎn)藥物對草魚魚種的急性毒性試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科學(xué)，2007，26（10）：564-566.

[34] 閆茂倉，單樂州，邵鑫斌，等.雙棘黃姑魚對硫酸銅、福爾馬林的耐受性研究[J].水產(chǎn)科學(xué)，2006（12）：17-20.

[35] 張耀武，陳萬光，鄭建武.5種常用漁藥對黃顙魚魚種的急性毒性試驗(yàn)[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2009（1）：122-125.

[36] 王武，袁琰，馬旭洲.5種常用藥物對瓦氏黃顙魚急性毒性試驗(yàn)[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2006，26（1）：108-109.

[37] 于丹，黃凱，林崗，等.五種常用藥物對江黃顙魚幼魚的毒性試驗(yàn)[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，41（3）：270-272.

[38] 陳羅明，凌去非，魏賓，等.四種常用魚藥對梭鱸魚種的急性毒性實(shí)驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25（B09）：492-495.

[39] 耿龍武，徐偉，金國雄，等.4種常用水產(chǎn)藥物對大鱗鲃的急性毒性試驗(yàn)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（3）：568-572.

[40] 王萬良，周建設(shè)，王建銀，等.4種水產(chǎn)藥物對褐鱒（Salmo trutta）魚苗的急性毒性試驗(yàn)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，25（7）：966-972.

[41] 周裕華，周文玉，潘桂平，等.敵百蟲和硫酸銅與硫酸亞鐵合劑對星斑川鰈的急性毒性[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（28）：137-138.

[42] 查智輝，許文軍，阮偉榮.幾種常見水產(chǎn)藥品對日本黃姑魚幼魚的急性毒性試驗(yàn)[C].第十屆全國水產(chǎn)青年學(xué)術(shù)年會.2009.

[43] 張年國，潘桂平，周文玉，等.4種常見水產(chǎn)藥物對菊黃東方鲀的急性毒性試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科技情報(bào)，2015，42（6）：339-342.

[44] 林偉，楊治國，楊東輝.硫酸銅和硫酸亞鐵（5∶2）合劑對黃河鯉魚的急性毒性試驗(yàn)[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2018（8）：203-205.

[45] 祝斐，陳淑吟，張曹進(jìn)，等.5種常用藥物對大黃魚幼魚的急性毒性試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科技情報(bào)，2017，44（3）：119-122.

[46] 田榮.六種常用漁藥對鯪魚魚苗的急性毒性試驗(yàn)[J].畜牧獸醫(yī)科技信息，2009（1）：119-120.

[47] 高莉霞，曾可為，朱思華，等.鱖魚苗對六種魚藥的敏感性試驗(yàn)[J].淡水漁業(yè)，1990，（4）：18-20.

[48] 王丹生，李娟，王旭.6種常用漁藥對團(tuán)頭魴幼魚的急性毒性試驗(yàn)[J].遼東學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，18（2）：145-153.

[49] 姚志峰，章龍珍，莊平，等.銅對中華鱘幼魚的急性毒性及對肝臟抗氧化酶活性的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2010，17（4）：731-738.

[50] 趙朝陽，周鑫，徐增洪，等.4種水產(chǎn)藥物對克氏原螯蝦的急性毒性研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（4）：456-459.

[51] 姚慶禎，臧維玲，戴習(xí)林，等.銅、鎘、敵敵畏和甲胺磷對南美白對蝦幼蝦的急性致毒及相互關(guān)系[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，12（2）：117-122.

[52] 鄒棟梁，高淑英.銅、鋅、鎘、汞、錳和鉻對斑節(jié)對蝦仔蝦急性致毒的研究[J].海洋環(huán)境科學(xué)，1994，13（3）：13-18.

[53] 王安利，王維娜，李鐵水，等.銅，鋅，錳和鉻對中國對蝦仔蝦的急性致毒及相互關(guān)系的研究[J].海洋學(xué)報(bào)（中文版），1992，14（4）：134-139.

[54] 葉星，許淑英，謝剛，等.常用化學(xué)消毒劑對羅氏沼蝦的急性致毒試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科技情報(bào)，1998，25（4）：174-177.

[55] 劉淇，李健，王群，等.淡水養(yǎng)殖南美白對蝦慎用硫酸銅[J].中國水產(chǎn)，2005（5）：50-51.

[56] 劉淇，殷邦忠，王瑜.硫酸銅對刺參的急性毒性試驗(yàn)[J].齊魯漁業(yè)，2009，26（10）：1-2.

[57] 劉天紅，孫福新，王穎，等.硫酸銅對櫛孔扇貝急性毒性脅迫研究[J].水產(chǎn)科學(xué)，2011，30（6）：317-320.

[58] 林國清.4種重金屬鹽對泥東風(fēng)螺幼螺的急性毒性試驗(yàn)[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，27（3）：232-236.

[59] 文春根，謝彥海，羅小新，等.6種藥物對淡水蚌的急性中毒試驗(yàn)[J].水利漁業(yè)，2002（2）：47-48.

[60] 岑小勇，姜芳燕，謝珍玉，等.5種常用殺蟲劑對方斑東風(fēng)螺稚螺的急性毒性試驗(yàn)[J].熱帶生物學(xué)報(bào)，2011，2（1）：21-25.