3 種消毒劑對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)

宋國林，包斌武，劉哲

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

南美白對(duì)蝦（Penaeus vannamei），學(xué)名為凡納濱對(duì)蝦，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門，甲殼綱，十足目，對(duì)蝦科，濱對(duì)蝦屬，原產(chǎn)于太平洋東岸至秘魯中部以及厄瓜多爾附近的海域，其適應(yīng)能力強(qiáng)、生長快、出肉率高，是世界三大優(yōu)良蝦種之一。1988 年，中國科學(xué)院海洋研究所從美國夏威夷引進(jìn)南美白對(duì)蝦。南美白對(duì)蝦在中國深受廣大消費(fèi)者喜愛，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著市場需求的增加，全國沿海掀起大規(guī)模養(yǎng)殖熱潮，約占中國所有養(yǎng)殖蝦類總產(chǎn)量的80%。但隨著近海養(yǎng)殖面積的擴(kuò)大以及養(yǎng)殖總量的增加，近海海水環(huán)境惡化，蝦發(fā)病率呈上升趨勢。從2000 年開始，對(duì)蝦池塘養(yǎng)殖逐漸向內(nèi)陸發(fā)展，內(nèi)陸?zhàn)B殖環(huán)境下病毒性疾病相對(duì)較少，但也經(jīng)常暴發(fā)大規(guī)模的細(xì)菌性疾病，各生產(chǎn)單位按照以往養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，使用各種消毒殺菌類藥物，抑制細(xì)菌繁殖，以減輕病害導(dǎo)致的損失。

國內(nèi)外專家對(duì)消毒劑在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖過程中的使用，已經(jīng)做了較多研究，但關(guān)于其在內(nèi)陸低溫低鹽條件下的毒性效應(yīng)研究報(bào)道卻很少。生產(chǎn)上常因用藥不當(dāng)，達(dá)不到良好的殺菌效果，甚至造成對(duì)蝦的死亡?，F(xiàn)開展了低溫低鹽條件下，高鐵酸鉀、聚維酮碘和次氯酸鈣這3 種常見化學(xué)消毒劑對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)，以了解其對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的影響，并確定安全濃度，以期為南美白對(duì)蝦在內(nèi)陸低溫低鹽地區(qū)的育苗及健康養(yǎng)殖過程中合理使用消毒劑，提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用南美白對(duì)蝦來源于廣東省湛江市南美白對(duì)蝦育苗場，平均全長（1.12±0.45）cm，平均體質(zhì)量（1.05±0.39）g，試驗(yàn)容器選用22 cm×16 cm×11 cm的半透明塑料盒。試驗(yàn)前，先將南美白對(duì)蝦集中暫養(yǎng)于塑料桶內(nèi)，加淡水使鹽度從1.5%逐漸降至0.5%，并用加熱棒將水溫穩(wěn)定在21～23 ℃，持續(xù)充氣并投喂蝦片，穩(wěn)定2 d 后開始試驗(yàn)。開始試驗(yàn)后停止投喂，直至試驗(yàn)結(jié)束。

1.2 試劑

試驗(yàn)用水為充分曝氣的自來水，添加海水晶，配成鹽度為0.5%的人工海水，作為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)用水。試驗(yàn)選用的3 種消毒劑分別為高鐵酸鉀（KFeO≥99.9%，廣州昊宣化工有限公司）、聚維酮碘（PVP-I≥99.9%，鹽城振泰動(dòng)物藥品有限公司）、次氯酸鈣（有效氯含量：65%，鑫之都化工有限公司），試劑在使用前均先配置成母液，使用前用鹽度為0.5%的人工海水按比例稀釋，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)試驗(yàn)

在塑料盒中加入1.5 L 經(jīng)處理鹽度為0.5%的海水，試驗(yàn)水溫21～23 ℃，ρ（溶解氧）5.5～6.5 mg/L，pH 值7.3～7.7；每個(gè)塑料盒中放入試驗(yàn)對(duì)蝦10 尾，按照文獻(xiàn)[6]，將3 種消毒劑分別以10 倍級(jí)差配制5 個(gè)質(zhì)量濃度組（0，0.1，1.0，10.0 和100.0 mg/L）。試驗(yàn)期間停止投喂，及時(shí)清污并撈出死亡個(gè)體，記錄試驗(yàn)蝦的死亡情況，以確定各藥物處理24 h 后，南美白對(duì)蝦幼蝦全部存活的最高質(zhì)量濃度和全部致死時(shí)最低質(zhì)量濃度。

1.3.2 正式試驗(yàn)

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)得出的結(jié)果，將3 種消毒劑按等對(duì)數(shù)間距各設(shè)5 個(gè)質(zhì)量濃度梯度，每個(gè)梯度設(shè)3 個(gè)重復(fù)，外加1 個(gè)空白對(duì)照組（見表1），均放入15 尾南美白對(duì)蝦幼蝦。試驗(yàn)期間不充氣、不投餌，每隔12 h用虹吸法更換1 次消毒劑藥液。試驗(yàn)初始12 h，持續(xù)觀察并記錄試驗(yàn)?zāi)厦腊讓?duì)蝦幼蝦在各塑料盒中的情況，觀察其是否死亡。幼蝦死亡判定依據(jù)：喪失游泳能力、沉于塑料盒底，腹肢和游泳足均不擺動(dòng)，用鑷子輕觸試驗(yàn)蝦身體各部位，均無任何反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)死亡個(gè)體及時(shí)用鑷子取出，避免污染水體，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄各塑料盒內(nèi)南美白對(duì)蝦幼蝦24，48，72，96 h 時(shí)的死亡數(shù)量。

表1 3 種消毒劑藥液質(zhì)量濃度 mg/L

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010 軟件進(jìn)行處理，計(jì)算各處理組24，48，72 和96 h 的死亡率；利用SPSS 25.0 軟件的Probit 回歸算法，計(jì)算3 種消毒劑對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的半致死質(zhì)量濃度（LC）和95%置信區(qū)間。再根據(jù)下列公式計(jì)算安全質(zhì)量濃度（SC）：

安全濃度（SC）=96 h LC×0.1。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 南美白對(duì)蝦幼蝦中毒反應(yīng)

在不同消毒劑不同質(zhì)量濃度中，南美白對(duì)蝦幼蝦出現(xiàn)不同的中毒反應(yīng)。在試驗(yàn)前期，中毒死亡蝦體附肢有被蠶食的現(xiàn)象。隨著時(shí)間延長，幼蝦中毒程度加深，中、高質(zhì)量濃度組相繼出現(xiàn)死亡幼蝦，死亡率隨消毒劑質(zhì)量濃度的增加和試驗(yàn)時(shí)間的延長而升高。

南美白對(duì)蝦幼蝦在低濃度的3 種消毒劑中，與對(duì)照組一樣，大多靜伏于塑料盒底部或盒的側(cè)緣，少數(shù)緩慢游動(dòng)。伴隨著藥物濃度的逐漸增高，各組對(duì)蝦均出現(xiàn)不安反應(yīng)。次氯酸鈣組幼蝦最先變得活躍，1 h 后異常興奮，不停地游動(dòng)；5 h 后，活動(dòng)能力開始減弱，游動(dòng)變得遲緩，有些甚至出現(xiàn)側(cè)臥現(xiàn)象，用鑷子輕觸無反應(yīng)，相繼出現(xiàn)死亡，死亡后的南美白對(duì)蝦全身發(fā)白，尾部向內(nèi)側(cè)彎曲。高鐵酸鉀組和聚維酮碘組幼蝦反應(yīng)相對(duì)溫和，多沿著塑料盒壁游動(dòng)，12 h 后出現(xiàn)死亡，高鐵酸鉀組幼蝦死亡前蝦體呈痙攣性抽搐，腹肢劇烈擺動(dòng)，死后在顯微鏡下可觀察到游泳足和尾肢上有褐色的絮狀物質(zhì)，頭胸甲和背部分布有紅色的斑塊；聚維酮碘組幼蝦中毒后沉于塑料盒底，大多呈側(cè)臥狀，游泳足和尾肢不停地抖動(dòng)直至死亡，死后尾部向內(nèi)彎曲呈弓形。

2.2 3 種消毒劑對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的影響

2.2.1 高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性影響

高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見圖1。對(duì)照組的蝦全部存活。由圖1 可見，在相同時(shí)間內(nèi)，隨著高鐵酸鉀濃度的增大，南美白對(duì)蝦幼蝦的死亡率逐漸增加，試驗(yàn)48 h 時(shí)，質(zhì)量濃度為4.47 mg/L 組的對(duì)蝦死亡率為2.22%，而質(zhì)量濃度為50.12 mg/L 組的死亡率高達(dá)100%；同一藥物濃度下，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，南美白對(duì)蝦幼蝦的死亡率也隨之增加，具有明顯的劑量-時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系。

圖1 高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的致死情況

根據(jù)圖1 所得試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)各時(shí)間段的死亡率與高鐵酸鉀質(zhì)量濃度進(jìn)行擬合回歸分析，可以計(jì)算出低溫低鹽條件下，高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦24，48，72，96 h 的LC分別為15.24，11.87，9.05，5.13 mg/L，96 h SC 為0.51 mg/L（表2）。

表2 高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

2.2.2 聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性影響

聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見圖2。對(duì)照組的蝦全部存活。由圖2 可見，試驗(yàn)24 h 時(shí)，各試驗(yàn)組的對(duì)蝦全部存活，在48 h 之內(nèi)，中高質(zhì)量濃度組開始出現(xiàn)死蝦，隨著藥物濃度的增大，死亡率逐漸增加，質(zhì)量濃度為10 mg/L 組的對(duì)蝦死亡率為2.22%，而質(zhì)量濃度為50.12 mg/L 組的死亡率高達(dá)100%；同一藥物濃度下，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，南美白對(duì)蝦幼蝦的死亡率也隨之增加。

圖2 聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的致死情況

根據(jù)圖2 所得試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)各時(shí)間段的死亡率與聚維酮碘質(zhì)量濃度進(jìn)行擬合回歸分析，可以計(jì)算出低溫低鹽條件下，聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦48，72，96 h 的LC分別為21.67，15.17，11.68 mg/L，96 h SC 為1.2 mg/L（表3）。

表3 聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

2.2.3 次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性影響

次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見圖3。對(duì)照組的蝦全部存活。由圖3 可見，在相同時(shí)間內(nèi)，隨著高鐵酸鉀濃度的增大，南美白對(duì)蝦幼蝦的死亡率逐漸增加，次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦具有較強(qiáng)的毒性作用，在質(zhì)量濃度為0.1 mg/L時(shí)，試驗(yàn)96 h，幼蝦的死亡率即可達(dá)49%。同一藥物濃度下，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，南美白對(duì)蝦幼蝦的死亡率也隨之增加。

根據(jù)圖3 所得試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)各時(shí)間段的死亡率與次氯酸鈣質(zhì)量濃度進(jìn)行擬合回歸分析，可以計(jì)算出低溫低鹽條件下，次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦24，48，72，96 h 的LC分別為5.09，2.38，1.01，0.90 mg/L，96 h SC 為0.09 mg/L（表4）。

圖3 次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的致死情況

表4 次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度

3 討論

3.1 高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的毒性作用

高鐵酸鉀是一種高效多功能的新型非氯綠色消毒劑，為暗紫色有光澤粉末，極易溶于水而成暗紫紅色溶液；由美國學(xué)者Fremy 在1841 年首次合成，自20 世紀(jì)70 年代以來主要被用作多功能的水處理劑，其原理是在水處理中可同時(shí)發(fā)揮氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌等作用。高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的酶，抑制蛋白質(zhì)及核酸的合成，阻礙菌體的生長和繁殖，起到殺死細(xì)菌的作用。劉乾甫等研究表明，高鐵酸鉀對(duì)弧菌有很好的殺滅作用，且高鐵酸鉀本身及其在應(yīng)用過程中并不產(chǎn)生致癌、致畸、致突變性副產(chǎn)物,具有高度的安全性。因此，高鐵酸鉀在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。裘麗萍等研究發(fā)現(xiàn)，高鐵酸鉀對(duì)魚類的毒性是由其自身的強(qiáng)氧化性引起，對(duì)鯉、羅非魚、斑馬魚的96 h LC值分別為156.36，145.31和123.74 mg/L，關(guān)于高錳酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦急性毒性的研究很少。本試驗(yàn)結(jié)果表明，高鐵酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦96 h 的LC為5.48 mg/L，SC 為0.548 mg/L，與魚類的SC 相差甚大。之所以造成這種差異，可能是由于物種上的差異，也可能是試驗(yàn)條件、試驗(yàn)動(dòng)物規(guī)格等不同導(dǎo)致。熊斌等研究指出，高錳酸鉀對(duì)南美白對(duì)蝦仔蝦的SC 為0.599 mg/L，與本試驗(yàn)高鐵酸鉀的結(jié)果相差不大。高錳酸鉀是易制毒藥物，只有經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)才能買賣，普通藥店沒有經(jīng)營資格。因此，高鐵酸鉀是替代高錳酸鉀的理想選擇，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的毒性作用

聚維酮碘是元素碘和聚合物載體相結(jié)合而成的疏松復(fù)合物，常溫下為黃棕色至棕紅色無定形粉末，微臭，易溶于水或乙醇，水溶液呈酸性，通過緩慢釋放碘離子，可直接作用于病毒、細(xì)菌等病原，破壞其蛋白活性，達(dá)到消毒效果。此外，聚維酮碘是一種低毒安全的消毒劑，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到廣泛的應(yīng)用。張萍等研究了聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦無節(jié)幼體的急性毒性影響，結(jié)果表明，聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦無節(jié)幼體的24 和48 h LC分別為8.737和6.512 mg/L，SC 為0.650 mg/L。何新華等研究表明，聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦幼苗24 和48 h LC分別為115 和70 mg/L，SC 為7 mg/L。而熊斌研究發(fā)現(xiàn)聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦仔蝦（體質(zhì)量為7.7 mg）24 和48 h 的LC分別為4.293 和3.162 mg/L，SC為0.515 mg/L。高曉華也報(bào)道了聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦成蝦的96 h 的LC和SC 分別為7.781 和0.78 mg/L。本試驗(yàn)中，聚維酮碘對(duì)南對(duì)美白蝦幼蝦48 h 的LC和SC 分別為22.34 和1.609 mg/L，要高于聚維酮碘對(duì)南美白對(duì)蝦無節(jié)幼體的LC和SC。可見，聚維酮碘對(duì)不同時(shí)間對(duì)蝦LC還是SC都有所差異。隨著蝦苗的生長，南美白對(duì)蝦對(duì)聚維酮碘的耐受性逐漸增大。

3.3 次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的毒性作用

次氯酸鈣（漂白粉）為強(qiáng)氧化劑，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有消毒水體和氧化池塘底泥2 個(gè)作用。次氯酸鈣溶于水后，會(huì)分解出次氯酸和鹽酸，次氯酸再分解為鹽酸和活性氧原子，這種氧原子具有極強(qiáng)的氧化能力，可有效殺滅接觸到的細(xì)菌。同時(shí)，次氯酸能與鹽酸起反應(yīng)生成氯氣，氯氣還能與水化合，再生成原子氧而殺菌。目前，有學(xué)者研究了次氯酸鈣對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中細(xì)菌的殺菌效果，得出次氯酸鈣對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見的弧菌和氣單胞菌最低殺滅濃度（MBC）為8～19 mg/L，對(duì)弧菌的最低抑菌濃度（MIC）為4.6 mg/L。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在低溫低鹽條件下，次氯酸鈣對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的SC 較低，為0.019 8 mg/L，遠(yuǎn)低于MIC。因此，在南美白對(duì)蝦幼蝦的日常養(yǎng)殖中，不建議使用次氯酸鈣。

4 結(jié)論

在低溫低鹽條件下，通過測定3 種消毒劑對(duì)南美白對(duì)蝦幼蝦的半致死濃度和安全濃度，得出3種消毒劑的毒性從大到小依次為：次氯酸鈣、高鐵酸鉀、聚維酮碘。高鐵酸鉀在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，是替代高錳酸鉀的理想選擇；聚維酮碘是南美白對(duì)蝦幼蝦養(yǎng)殖常用的消毒劑，刺激性相對(duì)較小，適用于苗種階段；次氯酸鈣毒性最大，在南美白對(duì)蝦幼蝦的日常養(yǎng)殖中，不建議使用，由于其具有價(jià)格優(yōu)勢，可在養(yǎng)殖場周邊環(huán)境消毒和原水消毒中使用。