3%乙氧氟草醚水乳劑對三種水生生物的急性毒性效應

李俊，陳蓓蓓，魏杰，廖朝選*

（1.貴州省檢測技術研究應用中心，貴州貴陽 550002；2.貴州省分析測試研究院，貴州貴陽 550014）

農藥在現代農業生產中至關重要，對保障作物的生長與產量有重要作用，自2013年起，我國農藥的登記數量持續增長[1]。農藥在田間施用后，其中很大一部分進入環境，產生暴露風險。據統計分析，除草劑是登記產品中主要的三大類別之一，登記量占比持續上升[2]。除草劑的大量或不當使用，使得水環境受到不同程度的污染[3-4]。比如，除草劑莠去津會導致水中脊椎動物斑馬魚胚胎畸形[5]，10%(噁)唑酰草胺乳油、20%(噁)唑·滅草松微乳劑、20%(噁)唑·氰氟乳油對斑馬魚有中等及以上的毒性作用[6]；利谷隆會影響穗狀狐尾藻的莖長、根長、整株長度、鮮重及干重[7]；敵草隆會抑制大型溞的活動，同時對大型溞的初次生殖時間、總生殖胎數、體長和產幼溞數量等生物學指標均有不良影響[8]。

乙氧氟草醚是美國羅姆-哈斯公司開發的含氟二苯醚類除草劑，具有高效、廣譜、低毒、低殘留、選擇性好的特點。主要通過破壞雜草系統的透性，促進乙烯的釋放，使得植物細胞生理功能紊亂，促使葉片或幼芽衰老、萎蔫直至死亡[9]。乙氧氟草醚對半夏、甘蔗、棉花等田間雜草具有良好的防效，而且對相應作物安全，目前已在大蒜、甘蔗、柑橘和水稻等20個作物上進行雜草防治登記[10-13]。然而，乙氧氟草醚對水生生物具有一定的毒性，會影響大鱗副泥鰍血液中谷丙轉氨酶（GPT）、谷草轉氨酶（GOT）活力值，同時會造成DNA損傷，高劑量下還會導致死亡，長期大量使用可能造成水生態系統的破壞[14]。

評價除草劑對水生生物的毒性效應是農藥風險評估的重要組成部分，是我國農藥登記必須通過的環節。目前，對于乙氧氟草醚的水生生物毒性研究較少，本文選取標準模式生物斑馬魚、大型溞和羊角月牙藻，結合相關評價標準開展急性毒性研究，為乙氧氟草醚的風險評估提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

JY5002電子天平，感量0.000 1 g，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；SG9溶解氧測定儀，梅特勒-托利多科技（中國）有限公司；PHS-3C pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；PRX-250B智能人工氣候培養箱，上海比朗儀器制造有限公司；8L一體成型玻璃方缸，市售常規款式；S200藻類計數儀，杭州迅數科技有限公司。

3%乙氧氟草醚水乳劑，廣東茂名綠銀農化有限公司；魚和溞試驗用水使用活性炭過濾并脫氯的自來水，pH在8左右，硬度（以CaCO3計）為150 mg/L，溶解氧為空氣飽和氧（ASV）的96%；藻試驗培養基，參考《農藥登記環境試驗方法標準匯編（一）》（以下簡稱《導則》）[15]規定方法進行配制。

1.2 試驗生物

斑馬魚（Brachydaniorerio），購自上海宏業觀賞魚養殖場，魚齡2月，全長2～3 cm，體重0.11～0.14 g。

大型溞（Daphniamagna），引自武漢科樂多生物科技有限公司，引入后于實驗室內培養，收集24 h內的幼溞用于試驗。

羊角月牙藻（Pseudokirchneriellasubcapitata），引自中國科學院淡水藻種庫，引入后于實驗室培養，采用對數生長期的藻類進行試驗。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚類急性毒性試驗

參考《導則》[15]，將3%乙氧氟草醚水乳劑用去離子水溶解，用試驗水稀釋制備為有效成分含量0.008 mg/L、0.014 mg/L、0.025 mg/L、0.044 mg/L 和0.080 mg/L的梯度試驗溶液，并設置一個空白對照組。試驗環境條件為（24±1）℃、溶解氧＞60%ASV、pH6.0～8.5、光暗比為16 h/8 h，每日觀察并記錄試驗魚發生毒性效應及死亡情況，試驗周期96 h。

1.3.2 溞類活動抑制試驗

與魚類急性毒性試驗相似，將3%乙氧氟草醚水乳劑用去離子水溶解后，用試驗水稀釋制備為有效成分含量0.024 mg/L、0.029 mg/L、0.035 mg/L、0.042 mg/L、0.050 mg/L、0.060 mg/L的五個處理濃度，并設置一個空白對照組。添加試驗幼溞后，于（20±1）℃、pH為6～9、溶解氧＞60%ASV、避光條件下開展試驗。每個處理設4個重復，每個重復使用5只試驗溞。在48 h內每日觀測記錄大型溞受抑制的情況。

1.3.3 藻類生長抑制試驗

參照藻類生長抑制試驗方法[15]，先對羊角月牙藻藻種進行計數，根據藻細胞數量和擬制備試驗液濃度，用藻試驗培養基將羊角月牙藻藻種稀釋至2×104個/mL的藻液備用。然后取3%乙氧氟草醚水乳劑，用上述制備的藻液稀釋為有效成分含量0.10 μg/L、0.16 μg/L、0.26 μg/L、0.41 μg/L、0.66 μg/L 和1.05 μg/L的處理組試驗液，然后置于（23±1）℃、持續光強6 000 Lx的培養箱內進行試驗。試驗同時設置不添加供試農藥的空白對照，每組設3個重復，在72 h內每日觀察并記錄藻類的生長情況。

1.4 數據處理

根據觀察的毒性測試結果，采用Origin 2019b進行濃度-效應曲線擬合，采用SPSS 17.0軟件統計分析LC50/EC50與95%置信限。

2 結果與分析

2.1 毒性效應

在魚類急性毒性試驗中，試驗承載量為0.45 g/L，溫度23.1～24.3 ℃，pH 7.53～7.64，溶解氧83.7%～97.8%ASV，對照組試驗魚死亡率為0%。經3%乙氧氟草醚水乳劑暴露后，斑馬魚發生體色變黑、游動緩慢、反應遲鈍、頻繁換氣癥狀，嚴重者發生死亡。

溞類活動抑制試驗的溫度19.3～20.6 ℃，pH 7.30～7.75，溶解氧為85.2%～97.5%ASV，滿足大型溞正常生長需求，對照組溞死亡率為0%，符合試驗要求。經3%乙氧氟草醚水乳劑暴露后，大型溞發生游動無力現象，在輕微晃動試驗容器下，部分大型溞15 s內無法游動，嚴重者發生死亡。

使用羊角月牙藻測試3%乙氧氟草醚水乳劑對藻類的毒性效應，試驗中溫度22.4～23.5 ℃，對照組藻濃度從初始的2×104個/mL增長至1.8×106個/mL。藻細胞呈指數增長，試驗周期內共計增長89倍，達到標準規定的增長倍數≥16倍要求，試驗條件和程序滿足羊角月牙藻正常生長需要，試驗藻類適宜開展毒性研究。研究表明，3%乙氧氟草醚水乳劑不會引起藻類形態改變，但對藻細胞生長量和特定生長率均有顯著的影響。

2.2 50%效應濃度與毒性等級

如圖1所示，斑馬魚和大型溞分別暴露于不同濃度的3%乙氧氟草醚水乳劑后，發生了不同程度的致死或活動抑制效應，其致死率或活動抑制率與濃度具有線性相關性，隨3%乙氧氟草醚水乳劑濃度增大，死亡率或活動抑制率增高。羊角月牙藻在0.10～1.05 mg/L的3%乙氧氟草醚水乳劑中暴露后，生長量和生長率受到不同程度的抑制，在不同濃度段抑制率增大幅度不同。

圖1 不同濃度3%乙氧氟草醚水乳劑對3種水生生物的抑制率

如表1所示，通過SPSS 17.0統計分析，3%乙氧氟草醚水乳劑對斑馬魚的96 h的半致死濃度LC50為0.072 6 mg/L，95%置信限為0.055 3～0.098 3 mg/L；對大型溞48 h的50%效應濃度EC50為0.047 5 mg/L，95%置信限為0.043 7～0.051 7 mg/L；對羊角月牙藻生長量的72 h的50%效應濃度EyC50為0.194 mg/L，95%置信限為0.150～0.239 mg/L；對羊角月牙藻生長率抑制的50%效應濃度ErC50為0.359 mg/L，95%置信限為0.326～0.397 mg/L。

表1 3%乙氧氟草醚水乳劑對3種水生生物的毒性試驗結果

根據《導則》[15]要求，農藥對魚類、溞類、藻類的毒性判定分別以毒性終點LC50（96 h）、EC50（48 h）、ErC50/EyC50（72 h）確定。（1）當魚類（LC50）或溞類（EC50）的毒性終點＞10時，毒性為低毒；1.0＜LC50（EC50）≤10時，毒性為中毒；0.1＜LC50（EC50）≤1.0時，毒性為高毒；LC50（EC50）≤0.1時，毒性為劇毒。（2）對于藻類的生長抑制試驗，毒性等級分為三級。當毒性終點EC50＞3.0時，毒性為低毒；0.3＜EC50≤3.0時，毒性為中毒；EC50≤0.3時，毒性為高毒。根據測試結果，3%乙氧氟草醚水乳劑對斑馬魚的96 h半致死濃度LC50＜0.1 mg/L，毒性等級為劇毒；對大型溞的48 h 50%活動抑制效應EC50＜0.1 mg/L，毒性等級為劇毒；對羊角月牙藻生長量的72 h 50%抑制效應EC50＜0.3 mg/L，毒性為高毒。

3 結論

在實驗室條件下，利用靜態試驗法測定了3%乙氧氟草醚水乳劑對斑馬魚、大型溞和羊角月牙藻三種不同生態位水生生物的急性毒性。試驗中環境條件與對照組的死亡率或抑制效應均符合相應的標準要求，試驗結果可靠。通過測試分析，3%乙氧氟草醚水乳劑對三種水生生物均有毒性效應，其對斑馬魚（LC50）、大型溞（EC50）、羊角月牙藻（ErC50/EyC50）的50%毒性效應濃度分別為0.072 6 mg/L、0.047 5 mg/L、0.194/0.359 mg/ L，毒性等級分別為劇毒、劇毒、高毒。

農業生產離不開農藥的使用，科學、安全地使用農藥可減少對生態環境的破壞。3%乙氧氟草醚水乳劑對試驗所選的三種水生生物都有較高的毒性，在稻-魚、稻-蝦、稻-蟹等生態漁業中應禁止使用，以防產品在田水中殘留，影響漁業生產；產品包裝物在河流或湖泊等水域隨意丟棄或清洗，或施藥時漂移至水體，仍然可導致較高的生態風險，在實際應用過程中需要嚴格注意。此外，農藥對環境生物的毒性僅僅是影響風險水平中的一個重要因素，它還與農藥自身的性質和環境中的行為特性有關，同時環境中生物種類繁多，還需結合更多種類生物的毒性進行全面的評估。