鎘對異育銀鯽的急性毒性

龍月月，鄭宗林，戴炳龍，房佳楊，李冬梅

（西南大學動物科學學院水產科學重慶市市級重點實驗室，重慶 402460）

鎘（Cadmium，Cd）常以化合物狀態廣泛存在于生態環境中，一般含量很低，正常環境狀態下，不會影響人體健康，一旦被魚類攝食，可通過食物鏈傳遞到人體中，危害人體健康。鎘是能夠在魚體內快速蓄積、對魚體毒性效應大的非必需重金屬元素[1,2]。近幾年我國很多河流都受到了污染，嚴重限制了我國漁業的發展。2012年，廣西龍江河宜州拉浪段發生鎘污染，大約28.1萬尾魚死亡，宜州市懷遠鎮附近群眾生活用水直接受到影響[3]。鎘難降解、可蓄積、毒性潛伏期長，對生物體危害極大。

異育銀鯽Carassius auratus gibelio肉質細嫩，營養豐富，具有良好的雜種優勢，生長快、飼養周期短、抗逆性強[4]，增產效果明顯，顯示出良好的經濟性狀。鎘對植物[5]、低等水生生物[6-8]和鯽[9]等的毒性均有報道，但對異育銀鯽的毒理學研究大多集中于農藥[10]、漁藥[11]及酚類[12]等，鎘對異育銀鯽的毒性作用研究報道較少。為此，本文通過研究鎘對異育銀鯽的急性毒性效應，以期為防治重金屬污染、保護生態環境和提高水產品的安全性等提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用異育銀鯽Carassius auratus gibelio購自重慶市榮昌區小羅漁場，體長（15±0.6）cm，平均體質量（34±0.2）g，身體健康，反應靈敏，在缸中暫養7d。暫養期間，每天定時投喂基礎飼料，試驗前停食2d。試驗在水體積60L的玻璃水族缸中進行，水溫保持在 （22.0±2.0）℃，pH 為 7.8～8.0，水中溶氧（DO）＞6.0mg·L-1，水質指標均符合（GB11607-89）漁業水質標準的要求。

CdCl2·2.5H2O（分析純，純度≥99%）由上海金山亭新化工試劑廠生產。預先用蒸餾水配成5 000 mg·L-1的 CdCl2·2.5H2O母液，于 4℃下保存。試驗時進行稀釋。

1.2 方法

急性毒性試驗參照《工業廢水的試驗方法魚類急性毒性試驗》（GB/T21814-2008）[13]。先進行預試驗,以確定異育銀鯽96h全部存活的最高鎘濃度和24h全部致死的最低鎘濃度。在該濃度范圍內，按等比數列間距各設定濃度組。試驗設1個對照組，6個試驗組，鎘離子的質量濃度分別為15.000 mg·L-1、18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1、27.037 mg·L-1、32.904 mg·L-1和 40.040 mg·L-1，每組設置 3 個重復，每個重復5尾魚，不投食，不充氣。試驗開始后，每4 h觀察記錄異育銀鯽中毒癥狀，之后每24 h觀察并統計異育銀鯽的死亡數與活動狀況，記錄24h、48h、72h和96h的死亡數，并及時撈出。試驗共進行96h。試驗期間每12h更換1次鎘溶液。魚死亡標準：以鑷子夾異育銀鯽尾柄部，若2～3min內無任何反應，則判定為死亡。未加鎘的對照組中異育銀鯽未見死亡。

1.3 數據處理

采用寇氏法（Karder）[14]計算半致死濃度（Median lethal concentration，LC50）， 其運算公式如下：lgLC50=1/2（Xi+Xi+1）（Pi+1-Pi），其中，Xi=劑量或濃度對數；Pi=死亡率。

根據LC50計算鎘安全質量濃度[15]（Safe concentration，SC）：SC=96hLC50×0.1。

2 結果與分析

2.1 異育銀鯽在鎘中的急性中毒癥狀

試驗中各濃度組異育銀鯽的中毒癥狀基本相似。鎘攻毒初期，異育銀鯽受刺激而躁動，異常上下浮動，彼此碰撞，有時躍出水面，這種躁動不安在高濃度鎘溶液中表現愈加明顯。所有試驗組大約1 h后，異育銀鯽的躁動減輕，漸漸平靜下來，靜臥水底。隨著鎘暴露時間延長，異育銀鯽的活動能力明顯降低，魚體僵硬、直挺側翻于水面，缸底蓄積的排泄物明顯增多。在鎘溶液（36.297 mg·L-1、32.263 mg·L-1）中12 h的異育銀鯽鰓部紅腫，躁動不安，四處亂竄；18 h后魚游動失去平衡，抽搐、打轉，豎立或側翻于水面；24 h開始出現死亡，死亡異育銀鯽有的漂浮于水面，有的沉入水底，撈出時發現魚體表粘液較多；活的異育銀鯽在高濃度鎘時明顯比低濃度鎘更加躁動不安，不停地四處緩慢游動，多數在淺水區游動。

2.2 異育銀鯽在鎘脅迫下的影響

由表1可知，異育銀鯽的死亡數隨著鎘濃度的升高、暴露時間的延長而不斷增加。24h時，在15.000mg·L-1、18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1和 27.037 mg·L-1的鎘濃度未導致異育銀鯽死亡，32.904mg·L-1濃度組異育銀鯽死亡1尾，死亡率20%，個別魚體出現類似浮頭癥狀、躁動不安等；在24h、48h、72h時，40.040mg·L-1濃度下，異育銀鯽死亡4尾，死亡率達到80%，96h死亡數5尾，死亡率達到100%；24h時，48.729mg·L-1濃度組異育銀鯽死亡5尾，死亡率100%。死亡的異育銀鯽中毒明顯，體表附大量粘液。48h、72h、96h 時，15.000mg·L-1濃度組沒有魚死亡，但在48h時魚出現反應遲鈍，尾柄不自然彎曲，伏于缸底，各濃度組魚體表面出現一層粘性的白色泡沫。48h 時，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1和27.037 mg·L-1濃度組出現了死魚，均死亡1尾，死亡率 20%；72 h 時，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1、27.037 mg·L-1和 32.904 mg·L-1濃度組異育銀鯽分別死亡1尾、2尾、2尾、2尾，死亡率分別為20%、40%、40%、40%；96 h 時，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1、27.037 mg·L-1和 32.904 mg·L-1濃度組分別死亡1尾、2尾、2尾、3尾，死亡率分別為20%、40%、40%和60%。

2.3 寇氏法計算過程

打開Excel2007，新建工作表。在新建工作表中將表2內容輸入單元格內。在計算時，將試驗濃度、試驗魚數n、死亡數r輸入相應空格處后，結果就可得出。依據此方法，輸入不同處理時間異育銀鯽死亡數，反復計算。得出 24h、48h、72h、96h 的半致死濃度。計算過程如表2。

2.4 鎘對異育銀鯽的半致死濃度和安全濃度

寇氏法計算出的不同鎘濃度和處理時間的LC50見表3。由表3 可知：24h、48h、72h和 96h的 LC50分別為 36.297mg·L-1、32.263mg·L-1、28.677mg·L-1和26.510mg·L-1，依次為 24h＞48h＞72h＞96h，表明鎘對異育銀鯽毒力作用大小依次為96h＞72h＞48h＞24h，SC 為 2.651 mg·L-1。

3 討論

在動物急性毒性試驗中，使半數受試動物死亡的濃度為半致死濃度，用LC50表示，常用來作為水生生物被污染的評價指標。鎘對異育銀鯽的毒性大小可用半致死濃度來表示，半致死濃度越小，毒性越大[16,17]。本研究中，除了對照組與15.000mg·L-1濃度組外，其余各試驗組均有異育銀鯽死亡，死亡率隨鎘濃度增加和試驗時間延長而增高，具有一定的劑量－時間效應[18]。

表1 異育銀鯽在鎘脅迫下的死亡數Tab.1 The mortality （in number）of allogynogenetic silver crucian carp （Carassius auratus gibelio）exposed to various concentrations of cadmium

表2 寇氏法Excel計算半致死濃度過程Tab 2 The calculation process of median lethal concentration（LC50）computed by Excel

表3 鎘對異育銀鯽的半致死濃度和安全濃度Tab.3 LC50and SC of cadmium to allogynogenetic silver crucian carp（Carassius auratus gibelio）

鎘對異育銀鯽的24 h、48 h、72 h和96 h LC50分別為 36.297 mg·L-1、32.263 mg·L-1、28.677 mg·L-1、26.510 mg·L-1。鎘的致死效應與試驗對象的暴露時間有密切關系。暴露時間相同時，異育銀鯽的死亡率隨著鎘質量濃度增大而增高，說明鎘對異育銀鯽存在明顯的急性毒性效應；暴露時間不同時，在同一鎘濃度，異育銀鯽死亡率隨著暴露時間延長而升高，這表明鎘在異育銀鯽體內具有蓄積效應。計算鎘對試驗對象的LC50常用寇氏法，此法簡便有效、易于掌握。根據不同暴露時間在等比數間距的各個試驗濃度測試動物的死亡率，求出不同暴露時間的LC50。有研究表明，中華鳑鲏Rhodeus sinensis Günther對鎘的 96hLC50為 7.270 mg·L-1[19]，方斑東風螺Babylonia areolata幼體對鎘的 96hLC50為0.198mg·L-1[20]，克拉克大馬哈魚 Oncorhynchus clarkii幼魚對鎘的 LC50是0.00064 mg·L-1[21]。可見，不同品種、種類、規格、成長階段的魚類對鎘的耐受力不同，這可能與不同魚類的代謝能力有關。目前，根據魚類急性毒性試驗的96hLC50，能夠判斷化學品或污染物對魚類的急性毒性危害等級。這對防治水產養殖重金屬污染有重要意義。