三唑類殺菌劑的水環(huán)境毒理學(xué)研究進(jìn)展

宋文陽, 竺浩杰, 徐笑笑, 劉 鵬, 尹曉輝, 劉訓(xùn)悅

(浙江農(nóng)林大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院，杭州 311300)

三唑類殺菌劑 (triazole fungicides，TFs) 是一類廣譜、高效、低殘留、長(zhǎng)效、內(nèi)吸傳導(dǎo)性好，同時(shí)兼具保護(hù)和治療作用的殺菌劑，通過影響菌體細(xì)胞膜上麥角甾醇的合成而發(fā)揮作用，可防控包括子囊菌、擔(dān)子菌、半知菌等真菌病害，是目前最具潛力的殺菌劑種類之一，在作物病害防治上應(yīng)用廣泛[1-3]。目前常用的三唑類殺菌劑主要有三唑酮、苯醚甲環(huán)唑、戊唑醇、烯唑醇、腈菌唑、丙環(huán)唑、氟硅唑及氟環(huán)唑等。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年世界農(nóng)藥市場(chǎng)份額中，三唑類殺菌劑占了全球總殺菌劑的17.6%，全球銷售額為32.12 億美元，已成為世界范圍內(nèi)使用最廣泛的殺菌劑類型之一。然而，由于三唑類殺菌劑光化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，生物降解率也較低，故而容易在環(huán)境中殘留，造成面源污染，對(duì)非靶標(biāo)生物產(chǎn)生不利影響，甚至可能對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的威脅[4-7]。研究發(fā)現(xiàn)，三唑類殺菌劑可在土壤、水體、動(dòng)植物及人體中產(chǎn)生一定的殘留[8-10]。例如，在2022年抽樣檢查的香蕉中發(fā)現(xiàn)了苯醚甲環(huán)唑殘留，其殘留量為0.0554 mg/kg[11]；王燕燕等[12]2022 年對(duì)廣州市市場(chǎng)銷售的115 種蔬菜進(jìn)行丙環(huán)唑殘留檢測(cè)，測(cè)得其殘留量均值為0.89 mg/kg，檢出率為21.74%，值得一提的是，在該次抽樣調(diào)查中，丙環(huán)唑在葉菜類蔬菜中的平均殘留量高達(dá)2.62 mg/kg。

此外，三唑類殺菌劑還可對(duì)哺乳動(dòng)物、昆蟲、鳥類以及一些土壤無脊椎動(dòng)物產(chǎn)生毒性，危害生態(tài)環(huán)境安全[13-15]。通過查詢歐盟農(nóng)藥分類信息(https://www.efsa.europa.eu/en) 發(fā)現(xiàn)，苯醚甲環(huán)唑、戊唑醇、氟環(huán)唑、丙環(huán)唑、粉唑醇、環(huán)丙唑醇和氯氟醚菌唑這7 種三唑類殺菌劑中，戊唑醇、丙環(huán)唑和環(huán)丙唑醇未能排除對(duì)水生生物的急性和慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)，氟環(huán)唑未能排除對(duì)水生生物的慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)GB/T 31270—2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[16]的研究方法，對(duì)以上7 種三唑類殺菌劑進(jìn)行富集性評(píng)價(jià)，其中粉唑醇為低富集性，其余6 個(gè)品種均表現(xiàn)為中等富集性[17]。三唑類殺菌劑的生物富集性使得其在水生生物體內(nèi)的殘留量增加，因而增大其對(duì)水生生物的毒性風(fēng)險(xiǎn)，例如導(dǎo)致水生生物的氧化損傷、代謝紊亂、發(fā)育不良等。本綜述擬從急性毒性、氧化應(yīng)激毒性、發(fā)育毒性、遺傳毒性、內(nèi)分泌干擾作用、對(duì)機(jī)體代謝的影響及聯(lián)合作用毒性等多方面、多層次概述三唑類殺菌劑暴露對(duì)魚類、兩棲類、溞類和藻類等水生生物的毒害作用，旨在為三唑類殺菌劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的科學(xué)合理應(yīng)用提供理論指導(dǎo)，并為后續(xù)三唑類殺菌劑的環(huán)境生態(tài)學(xué)研究提供參考。

1 三唑類殺菌劑在水環(huán)境中的殘留現(xiàn)狀

三唑類殺菌劑因其具有特定的作用靶點(diǎn)，一直在殺菌劑市場(chǎng)中占據(jù)重要地位[18]。噴施后未被植物有效吸收利用的殺菌劑，易隨降雨及地表徑流等進(jìn)入江河湖泊中并不斷累積，進(jìn)而污染水環(huán)境[19]。由于三唑類殺菌劑在全球范圍內(nèi)的長(zhǎng)期大量使用，導(dǎo)致很多地區(qū)水域中都檢測(cè)到了該類藥劑的殘留。表1 列舉了已報(bào)道的部分地區(qū)中三唑類殺菌劑的殘留情況，從中可以看出，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的地區(qū)三唑類殺菌劑殘留量較高，如在美國(guó)的大農(nóng)場(chǎng)附近、南美的秘魯、歐洲以及中國(guó)的九龍江水域附近都發(fā)現(xiàn)了三唑類殺菌劑的殘留。除此之外，在中國(guó)東北城市沈陽采集的河水和廢水中也檢測(cè)到了腈菌唑的殘留[20]。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，三唑類殺菌劑的殘留情況不容小覷，因此要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，預(yù)防因三唑類殺菌劑殘留而出現(xiàn)的環(huán)境問題，為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和污染治理提供可行的實(shí)施方案。

表1 水生生態(tài)環(huán)境中三唑類殺菌劑的殘留現(xiàn)狀匯總Table 1 Summary of residue concentrations of triazole fungicides (TFs) in aquatic environments

2 對(duì)水生生物的毒性效應(yīng)研究現(xiàn)狀

已有大量試驗(yàn)研究為三唑類殺菌劑對(duì)環(huán)境生物的毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支撐。如通過組織病理學(xué)研究分析三唑類殺菌劑對(duì)水生生物的致畸作用；通過氧化損傷相關(guān)指標(biāo)研究分析其對(duì)水生生物的氧化應(yīng)激作用毒性；通過對(duì)水生生物的代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因組學(xué)等研究進(jìn)行毒性機(jī)制探討等。

2.1 對(duì)水生生物的急性毒性作用

表2 列出了幾種常見三唑類殺菌劑對(duì)水生生物的急性毒性效應(yīng)。從中可看出，不同三唑類殺菌劑對(duì)同種水生生物的毒性作用不同，而同一種三唑類殺菌劑對(duì)不同水生生物的毒性效應(yīng)也存在差異。如，三唑醇對(duì)斑馬魚的96 h-LC50值為23.61 mg/L，根據(jù)OECD 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則的毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)為低毒，而丙環(huán)唑?qū)Π唏R魚的96 h-LC50值為2.47 mg/L，表現(xiàn)為中毒；三唑酮對(duì)虹鱒魚的毒性最低，而對(duì)稀有鮈鯽的毒性最高，苯醚甲環(huán)唑?qū)幍亩拘宰畹?，?duì)斑馬魚的毒性最高?；瘜W(xué)物質(zhì)暴露可能會(huì)引起生物行為發(fā)生變化，通過行為分析可以直觀地看出生物體受到環(huán)境介質(zhì)毒力影響的情況[26]。例如將斑馬魚分別暴露于200 ng/L 和500 ng/L 的戊唑醇中96 h 后，發(fā)現(xiàn)斑馬魚自主活動(dòng)減少并出現(xiàn)畸形[27]，暴露于5 mg/L 的三唑酮中則可使斑馬魚產(chǎn)生盤旋行為[28]。

表2 常見三唑類殺菌劑對(duì)不同水生生物的急性毒性效應(yīng)Table 2 The acute toxicity of triazole fungicides (TFs) on different aquatic organisms

2.2 對(duì)水生生物的發(fā)育毒性

暴露于三唑類殺菌劑中的水生生物通常會(huì)出現(xiàn)不同程度的發(fā)育異常。淡水魚暴露于0.5 mg/L丙環(huán)唑中96 h，會(huì)導(dǎo)致其組織、器官發(fā)生病理學(xué)變化，如初級(jí)/次級(jí)鰓片出現(xiàn)萎縮、浸潤(rùn)及炎癥，肝細(xì)胞出現(xiàn)空泡化以及腎壞死等[43]。苯醚甲環(huán)唑暴露引起斑馬魚肝臟出現(xiàn)腫瘤性壞死，戊唑醇暴露可引起斑馬魚肝臟的液泡化，使得肝細(xì)胞之間的界限變模糊[44]。因此，一定濃度的三唑類殺菌劑暴露會(huì)引起水生生物組織器官發(fā)生病變，干擾其正常生理功能，產(chǎn)生不同程度的毒性效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，部分三唑類殺菌劑還可以干擾核酸翻譯和表達(dá)，進(jìn)而影響個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育過程，如造成胚胎生長(zhǎng)遲緩、致畸、器官功能不全或異常，甚至死亡。據(jù)報(bào)道，將斑馬魚暴露于不同濃度的戊菌唑 (penconazole) 中，會(huì)導(dǎo)致斑馬魚胚胎出現(xiàn)不同程度的發(fā)育異常，如孵化延遲、生存率和心率降低[45]；而苯醚甲環(huán)唑暴露可使斑馬魚胚胎發(fā)育出現(xiàn)形態(tài)學(xué)畸形，如心包水腫、卵黃囊水腫、脊柱變形和卵黃囊畸形 (圖1)[46]等。

圖1 苯醚甲環(huán)唑暴露引起斑馬魚胚胎的畸形[46]Fig.1 The teratogenesis of Danio rerio (zebrafish) embryos after difenoconazole exposure [46]

表3 概括了常用三唑類殺菌劑對(duì)幾種常見水生生物的發(fā)育毒性。其中，斑馬魚胚胎暴露于100μg/L 的丙環(huán)唑中會(huì)降低其存活率并誘導(dǎo)色素衰減，在胚胎和仔魚中出現(xiàn)心包水腫，且在斑馬魚胚胎中可以觀察到心臟區(qū)域血細(xì)胞彌漫，心包區(qū)域的血液發(fā)生聚集，氧化呼吸發(fā)生變化，基礎(chǔ)呼吸降低50%，寡霉素誘導(dǎo)的ATP 相關(guān)呼吸降低70%，質(zhì)子滲漏降低30%，非線粒體呼吸降低50%，表明丙環(huán)唑暴露可以誘導(dǎo)斑馬魚色素減退，破壞線粒體生物能量[47]。將斑馬魚暴露于0.1 mg/L的三唑酮會(huì)導(dǎo)致形態(tài)畸形，包括心包水腫，循環(huán)異常，嚴(yán)重的靜脈血栓，靜脈竇 (SV) 和球莖之間的距離增加，心動(dòng)過緩和心輸出量顯著降低[48]。丙硫菌唑暴露會(huì)降低斑馬魚胚胎中的谷胱甘肽水平，增加丙二醛含量，進(jìn)而對(duì)斑馬魚胚胎產(chǎn)生一系列毒性效應(yīng)，包括孵化抑制、體長(zhǎng)縮短、心包囊腫和卵黃囊腫[49-50]。此外，三唑類殺菌劑暴露還會(huì)誘導(dǎo)斑馬魚胚胎相關(guān)基因表達(dá)的變化，如己唑醇、環(huán)唑醇、三唑酮、腈菌唑和三唑醇會(huì)影響斑馬魚體內(nèi)視黃醇代謝及cyp26a1基因的表達(dá)，其中己唑醇、環(huán)唑醇和三唑酮暴露下cyp26a1基因的表達(dá)量較對(duì)照組上調(diào)了2.5 倍以上[51]。此外，三唑類殺菌劑暴露對(duì)其他水生生物的發(fā)育也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。如不同濃度戊唑醇暴露可影響大型溞的存活、繁殖和生長(zhǎng)[52]；三唑酮暴露可以通過改變非洲爪蟾HPT 軸相關(guān)基因的表達(dá)，擾亂其甲狀腺分泌功能，延緩甲狀腺激素依賴型兩棲動(dòng)物的變態(tài)發(fā)育過程，造成其生長(zhǎng)發(fā)育遲緩[53]。

表3 三唑類殺菌劑暴露對(duì)水生生物的發(fā)育毒性Table 3 Developmental toxicity of triazole fungicides (TFs) to aquatic organisms

2.3 對(duì)水生生物的氧化應(yīng)激毒性

氧化應(yīng)激可以反映機(jī)體氧化與抗氧化作用是否失衡，一般由外界刺激產(chǎn)生，其表征指標(biāo)為活性氧(ROS)含量，是常用的環(huán)境檢測(cè)指標(biāo)[63]。研究發(fā)現(xiàn)，作為環(huán)境污染物之一的三唑類殺菌劑可以引起水生生物的氧化應(yīng)激和氧化損傷 (表4)。以斑馬魚為例，將受精后2 h 的斑馬魚胚胎暴露于質(zhì)量濃度為0.05 和0.5 mg/L 的戊唑醇中，活性氧生成增加；在0.5 mg/L 時(shí)，谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活性降低，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)/丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)在暴露和凈化階段活性均顯著升高[64-65]。將稀有鮈鯽暴露于三唑酮中，會(huì)誘導(dǎo)鮈鯽體內(nèi)ROS 的積累，提高GPx、SOD 和CAT 的活性[66]。鯉魚暴露于苯醚甲環(huán)唑會(huì)導(dǎo)致心肌纖維腫脹和炎癥細(xì)胞的增加，導(dǎo)致抗氧化酶CAT、SOD和GSH-Px 活性升高[67]。線粒體是細(xì)胞中重要的細(xì)胞器，有研究發(fā)現(xiàn)，線粒體不僅與 ROS 的產(chǎn)生有關(guān)，還參與對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控[68]。用 100 μg/L的戊唑醇處理斑馬魚胚胎，顯示基礎(chǔ)呼吸約減少60%，表明耗氧量受損或資源分配發(fā)生變化[69]，并且證明了氧化應(yīng)激是導(dǎo)致細(xì)胞損傷的重要因素[70]。暴露于高濃度 (0.850 mg/L) 丙硫菌唑中會(huì)降低斑馬魚胚胎的存活率并影響其孵化，誘導(dǎo)心包和卵黃囊水腫，導(dǎo)致氧化應(yīng)激和p53 基因表達(dá)增加，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[49]。將斑馬魚成魚和胚胎暴露于一定濃度的苯醚甲環(huán)唑溶液中，發(fā)現(xiàn)斑馬魚成魚肝臟和胚胎中SOD、CAT 和GPx 的活性顯著下降，同時(shí)伴隨著這些酶的編碼基因表達(dá)水平顯著下調(diào)；MDA 含量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，經(jīng)苯醚甲環(huán)唑暴露后，斑馬魚成魚肝臟出現(xiàn)了明顯的脂質(zhì)過氧化[32]。

表4 三唑類殺菌劑暴露對(duì)水生動(dòng)物的氧化應(yīng)激毒性Table 4 Oxidative stress effects of triazole fungicides (TFs) on aquatic animals

2.4 對(duì)水生生物的遺傳毒性

遺傳毒性是指環(huán)境中的理化因素作用于有機(jī)體，使其遺傳物質(zhì)在染色體水平、分子水平和堿基水平上受到各種不利影響，從而造成的毒性損傷。例如細(xì)胞內(nèi)ROS 含量的增加可使其直接攻擊堿基、脫氧核糖核酸 (DNA) 的脫氧核苷酸骨架等細(xì)胞成分，引起DNA 鏈斷裂、堿基修飾、DNA-DNA交聯(lián)、DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)和其他氧化性DNA 損傷，誘發(fā)遺傳毒性[82]。將斑馬魚暴露于0.5 μg/L 和10 μg/L的丙硫菌唑中，會(huì)導(dǎo)致性腺指數(shù)和形態(tài)受損，成年斑馬魚的生育能力降低，F(xiàn)1胚胎發(fā)育異常，其潛在機(jī)制正是由于卵子和精子中性激素含量和DNA 甲基化發(fā)生了改變[83]。斑馬魚暴露于丙環(huán)唑中120 d 后，其類固醇激素、下丘腦-垂體-性腺-肝(HPGL) 軸和DNA 甲基化相關(guān)基因的表達(dá)均受到影響，17β-雌二醇和卵黃原蛋白水平升高，表明丙環(huán)唑暴露導(dǎo)致的DNA 甲基化可影響親代斑馬魚的受精和繁殖能力，進(jìn)而使子代發(fā)育異常[84]。戊唑醇暴露對(duì)綠藻、月牙藻和微綠球藻均具有一定的遺傳毒性，可造成DNA 分子單鏈水平的損傷，并導(dǎo)致不同部位蛋白質(zhì)含量的失衡[85]。目前，針對(duì)環(huán)境污染物對(duì)模式生物基因影響層面的研究越來越多，探明基因表達(dá)的變化，結(jié)合相關(guān)生物酶及蛋白活性的變化，將有助于進(jìn)一步了解三唑類殺菌劑對(duì)水生生物產(chǎn)生毒性的潛在機(jī)制。

2.5 對(duì)水生生物的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)

內(nèi)分泌干擾化學(xué)品 (EDC) 是指可干擾野生動(dòng)物和人體內(nèi)分泌系統(tǒng) (或激素系統(tǒng)) 的化合物。EDC 可以通過多種作用機(jī)制調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)，并可能導(dǎo)致癌性腫瘤、出生缺陷和其他發(fā)育障礙。動(dòng)物研究表明，其中許多不利影響通常是永久性的，并且一些 EDC 可以充當(dāng)表觀遺傳調(diào)節(jié)劑，從而導(dǎo)致潛在的隔代影響[86]。部分三唑類殺菌劑已被確定為具有內(nèi)分泌干擾特性，而三唑類殺菌劑在多地水生生態(tài)系統(tǒng)中都有檢測(cè)到，其殘留水平可能會(huì)干擾水生生物的內(nèi)分泌功能。Li 等[87]在成年斑馬魚的卵巢中發(fā)現(xiàn)了戊唑醇的組織特異性生物蓄積，表明其存在導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂的潛在風(fēng)險(xiǎn)。Poulsen 等[88]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)戊唑醇暴露后，非洲爪蟾血漿和性腺中的類固醇類激素含量均發(fā)生了變化。與對(duì)照組相比，高劑量丙環(huán)唑暴露組非洲爪蟾腦內(nèi)芳香化酶活性顯著增高，表明丙環(huán)唑?qū)ζ浼谞钕傧到y(tǒng)有刺激作用，且變態(tài)2 個(gè)月后，低劑量組雄性的睪丸大小、精子和苗勒氏管成熟度均比對(duì)照組有不同程度降低，而丙環(huán)唑處理組雄性斑馬魚肝臟體細(xì)胞指數(shù)則有所增加[89]。Yu 等[90]將斑馬魚胚胎分別暴露于己唑醇和戊唑醇中，發(fā)現(xiàn)受精后120 h 的胚胎中甲狀腺素 (T4) 水平顯著降低，而三碘甲狀腺原氨酸 (T3) 濃度顯著升高，表明己唑醇和戊唑醇會(huì)影響斑馬魚幼魚甲狀腺相關(guān)激素的分泌。而將熱帶爪蟾蝌蚪暴露于戊唑醇中發(fā)現(xiàn)，戊唑醇會(huì)導(dǎo)致熱帶爪蟾蝌蚪的T3、T4 激素水平上升，且在2 mg/L 質(zhì)量濃度下暴露7 d 后，his、ttr、tshr和dio2基因表達(dá)水平相較于對(duì)照組有顯著上升，暴露21 d 后，除dio3外，其余6 個(gè)下丘腦-垂體-甲狀腺(HPT) 軸相關(guān)基因表達(dá)水平均有顯著上升，甲狀腺激素水平變化和HPT 軸相關(guān)基因的表達(dá)水平差異，說明戊唑醇對(duì)熱帶爪蟾存在明顯的甲狀腺內(nèi)分泌干擾作用[91]。Liang 等[92]將斑馬魚暴露于苯醚甲環(huán)唑中，發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)T4 水平明顯降低，T3 水平無明顯變化；促甲狀腺激素釋放激素(CRH)、促甲狀腺激素(TSH)、轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白(TTR)、碘甲腺原氨酸脫碘酶(DIO1 和DIO2)、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGT1ab)的轉(zhuǎn)錄水平均上調(diào)，而甲狀腺球蛋白(TG)、鈉/碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體(NIS)和甲狀腺激素受體的轉(zhuǎn)錄水平則無明顯變化。將斑馬魚暴露于三唑酮中，同樣會(huì)改變其HPT 軸相關(guān)基因的表達(dá)，并影響甲狀腺激素的合成，破壞甲狀腺的正常生理功能[93]；將非洲爪蟾暴露于三唑酮中也發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)甲狀腺激素 (T4、T3) 濃度有下降的現(xiàn)象[94]。

2.6 對(duì)水生生物機(jī)體代謝的影響

代謝紊亂是指機(jī)體對(duì)物質(zhì)的消化、吸收、排泄出現(xiàn)病理性變化，由于供需不平衡而導(dǎo)致的一種不良狀態(tài)。細(xì)胞內(nèi)各種代謝途徑如糖酵解途徑、三羧酸 (TCA) 循環(huán)、電子轉(zhuǎn)移體系等對(duì)維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)十分重要。因此，毒理學(xué)試驗(yàn)中可通過將葡萄糖、乳酸、氧化型輔酶/還原型輔酶(NAD(P)/NAD(P)H)、谷胺酰胺、谷氨酸等代謝產(chǎn)物作為指標(biāo)來進(jìn)行評(píng)價(jià)和研究。將大型溞暴露于戊唑醇中，發(fā)現(xiàn)隨著戊唑醇濃度的增加，大型溞應(yīng)對(duì)有毒物質(zhì)產(chǎn)生的相關(guān)能量升高，在暴露于0.52 mg/L 的戊唑醇中時(shí)，大型溞的代謝功能受到損害，導(dǎo)致脂質(zhì)和蛋白質(zhì)含量降低[95]。在230 mg/L 的戊唑醇中暴露7 d 和14 d 后，雄性斑馬魚體內(nèi)葡萄糖、乳酸、膽固醇和甘油三酯水平升高，表明戊唑醇可對(duì)斑馬魚產(chǎn)生多種破壞性生理作用，導(dǎo)致其代謝異常[96]。將斑馬魚暴露于70 mg/L 的烯唑醇中，發(fā)現(xiàn)其纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、乳酸和膽堿含量增加，葡萄糖、肌酸和?；撬岷拷档?，即烯唑醇干擾了能量代謝、氨基酸代謝和脂質(zhì)代謝[97]。而將虹鱒魚暴露于丙環(huán)唑中，出現(xiàn)了明顯的蛋白水解酶和淀粉酶活性受抑制現(xiàn)象；此外，暴露于500 μg/L 丙環(huán)唑的虹鱒魚腸道中，能量代謝參數(shù) (Na+-K+-ATPase) 受到了顯著抑制[98]。

2.7 其他毒性效應(yīng)

苯醚甲環(huán)唑在一定濃度下可促進(jìn)微藻生長(zhǎng)，改變水生微生物群落的結(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)，水生微生物可以通過對(duì)外源性物質(zhì)的生物降解和代謝、脂質(zhì)代謝等微生物功能調(diào)節(jié)來減少苯醚甲環(huán)唑暴露的影響[99]。關(guān)于三唑類殺菌劑對(duì)藻類毒性的研究發(fā)現(xiàn)，腈菌唑、丙環(huán)唑和戊唑醇都能抑制藻類生長(zhǎng)，影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成，還可破壞其類囊體膜，阻礙蛋白質(zhì)和葉綠素a 的合成，最終抑制藻類生長(zhǎng)[100]。不同異構(gòu)體的葉菌唑 (triadimenol)會(huì)影響水華微囊藻Microcystis flos-aquae的葉綠素a 和類胡蘿卜素含量、光化學(xué)效率、快速光反應(yīng)曲線、光能利用效率和蛋白質(zhì)含量[101]。還有研究證明，三唑類殺菌劑會(huì)影響斑馬魚腸道微生物菌群的變化。例如，苯醚甲環(huán)唑可以增加腸道微生物群落如厚壁菌、氣單胞菌、腸桿菌和擬桿菌等的豐度，而這些腸道菌的變化可能與斑馬魚發(fā)育過程中的脂質(zhì)代謝有關(guān)[102]。

此外，三唑類殺菌劑在光催化或生物體酶的作用下會(huì)轉(zhuǎn)化為一系列代謝物 (triazole fungicide products，TPs)，而有些代謝物的毒性與母體相當(dāng)，甚至更高[103]。如丙硫菌唑易在環(huán)境中降解成脫硫丙硫菌唑，脫硫丙硫菌唑更易遷移到水體等環(huán)境中，半衰期較母體更長(zhǎng)，對(duì)靶標(biāo)生物的毒性也更大[104]。苯醚甲環(huán)唑的初級(jí)代謝產(chǎn)物苯醚甲環(huán)唑醇會(huì)在斑馬魚體內(nèi)發(fā)生生物累積，且在雌性斑馬魚中的生物蓄積量大于雄性[58]。因此，對(duì)于三唑類殺菌劑的毒理學(xué)研究，不但要關(guān)注殺菌劑母體的影響，還要關(guān)注其代謝物尤其是有毒代謝產(chǎn)物的毒性效應(yīng)和機(jī)理。

3 多種三唑類殺菌劑及與其他物質(zhì)的聯(lián)合暴露毒性

自然環(huán)境中農(nóng)藥殘留常常與環(huán)境中的其他污染物質(zhì)共存，關(guān)于復(fù)合污染的聯(lián)合毒性評(píng)價(jià)存在諸多不確定性。針對(duì)三唑類殺菌劑與其他農(nóng)藥聯(lián)合暴露毒性的研究較多，其中可能有協(xié)同也可能有拮抗作用。有研究表明，戊唑醇和苯醚甲環(huán)唑聯(lián)合暴露對(duì)斑馬魚的毒性可能存在拮抗作用，混合物對(duì)成年斑馬魚的急性毒性與藥劑單獨(dú)處理相比表現(xiàn)為累加效應(yīng)，對(duì)肝臟的聯(lián)合毒性則小于藥劑單獨(dú)處理效應(yīng)的累加，并且混合物對(duì)性腺和腸道菌群的毒性作用也比兩種單劑處理的累加毒性有所降低。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)研究進(jìn)一步表明，混合物可以誘導(dǎo)更多的差異表達(dá)基因 (DEGs)來調(diào)節(jié)參與能量代謝、類固醇激素生物合成、視黃醇代謝和微生物代謝的途徑，平衡能量代謝和供應(yīng)，維持類固醇激素和視黃酸水平，進(jìn)一步降低戊唑醇和苯醚甲環(huán)唑?qū)Π唏R魚肝臟和性腺的毒性作用[105]。Wang 等[106]研究了戊唑醇和聯(lián)苯菊酯對(duì)斑馬魚的聯(lián)合毒性，發(fā)現(xiàn)無論是在胚胎期、仔魚期、幼魚期和成魚期，戊唑醇和聯(lián)苯菊酯組合對(duì)斑馬魚的急性毒性均表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步評(píng)估了與氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)的 16 個(gè)基因在mRNA 水平上的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其中有些基因發(fā)生了較大變化，與藥劑單獨(dú)作用相比，聯(lián)合處理組cas3和p53的表達(dá)水平明顯下調(diào)，cas9的表達(dá)水平則明顯上調(diào)。Levine等[107]研究發(fā)現(xiàn)，丙環(huán)唑會(huì)增強(qiáng)對(duì)硫磷對(duì)水生物種的急性毒性。丁草胺和三唑酮聯(lián)合暴露則對(duì)影響斑馬魚胚胎發(fā)育以及導(dǎo)致甲狀腺內(nèi)分泌紊亂都具有協(xié)同作用[108]。阿維菌素與苯醚甲環(huán)唑的聯(lián)合毒性研究表明，復(fù)合農(nóng)藥暴露表現(xiàn)出偏離非獨(dú)立作用模型的劑量水平依賴——低劑量時(shí)表現(xiàn)為拮抗作用，高劑量時(shí)則表現(xiàn)為協(xié)同作用[109]。腈菌唑與噻蟲嗪聯(lián)合暴露對(duì)斑馬魚胚胎發(fā)育的影響也表現(xiàn)出協(xié)同作用[110]。與單一藥劑暴露相比，氟咯菌腈與三唑酮聯(lián)合暴露組斑馬魚胚胎ERa、Tnf、IL和bax4 個(gè)基因表達(dá)量的變化更顯著，表現(xiàn)出協(xié)同作用[111]。

4 結(jié)論與展望

三唑類殺菌劑因具有高效、廣譜性、持效期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在防治病害、提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì)方面發(fā)揮著不可替代的作用，是目前最有發(fā)展前景的殺菌劑類型之一。隨著三唑類殺菌劑的長(zhǎng)期大量使用，在各地水體中已多次檢測(cè)到該類藥劑的殘留，尤其是農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)殘留情況更甚。不可否認(rèn)三唑類殺菌劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的貢獻(xiàn)，同樣也不可忽視其帶來的環(huán)境污染問題。水體中的三唑類殘留物會(huì)對(duì)水生生物及水環(huán)境造成一定的危害，影響魚類、兩棲類和溞類等水生生物的健康，同時(shí)對(duì)藻類的生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生一定的促進(jìn)或抑制效果。此外，三唑類殺菌劑對(duì)環(huán)境生物的影響形式多樣，不僅會(huì)導(dǎo)致生物個(gè)體畸形、生長(zhǎng)受阻、器官組織病變，還會(huì)影響生物代謝和引起內(nèi)分泌失調(diào)，甚至造成基因突變。水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在水環(huán)境生態(tài)修服和建設(shè)中至關(guān)重要，未來必定向更高層次發(fā)展。展望農(nóng)藥水生生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估未來的發(fā)展，筆者認(rèn)為以下幾方面的研究還有待加強(qiáng)：

1) 對(duì)三唑類殺菌劑代謝產(chǎn)物的研究較少，尤其是探究代謝產(chǎn)物對(duì)水生生物毒性的研究更少，因此需要進(jìn)一步研究明確代謝物的毒性，以便更系統(tǒng)地評(píng)估三唑類殺菌劑的毒性。

2) 自然界中生物物種及殘留農(nóng)藥的種類均不是單一存在的，目前有關(guān)三唑類殺菌劑對(duì)藻類、溞類、魚類及兩棲類等單一物種的毒性已有較多研究報(bào)道，但還應(yīng)從生態(tài)系統(tǒng)的角度，對(duì)處于不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物綜合進(jìn)行毒性評(píng)估。此外，目前關(guān)于不同種三唑類殺菌劑之間以及三唑類與其他污染物質(zhì)之間聯(lián)合毒性的研究較少。后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)多種相關(guān)生物的綜合評(píng)價(jià)以及對(duì)多種污染物質(zhì)聯(lián)合暴露毒性效應(yīng)的研究，并在暴露濃度選擇上盡可能貼近環(huán)境濃度。

3) 在風(fēng)險(xiǎn)表征方面，需要探索更多適用于生物體內(nèi)三唑類殺菌劑含量的定量分析方法，以便為表征暴露和效應(yīng)評(píng)估提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但是目前有關(guān)定量分析方法的研究還較少。此外，現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù)已證實(shí)，三唑類殺菌劑在水環(huán)境中存在較為廣泛的殘留，未來隨其大規(guī)模施用可能還存在一定程度的殘留累積，但如何緩解三唑類殺菌劑殘留造成的風(fēng)險(xiǎn)還有待進(jìn)一步研究。