异丙甲草胺、西草净对四角蛤蜊的毒性效应

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除草剂污染对海洋环境以及水产品质量安全的影响已引起广泛关注。酰胺类除草剂与三嗪类除草剂是使用范围较广、使用数量较高的两类除草剂,本研究选取异丙甲草胺与西草净两种除草剂,以四角蛤蜊(Mactra veneriformis)为研究对象,探究除草剂污染对黄河三角洲滩涂贝类的影响。采用半静态水质接触染毒法,设置接近于环境中除草剂浓度的实验组,研究不同质量浓度的异丙甲草胺、西草净胁迫对四角蛤蜊肥满度、摄食率与滤水率的影响,以及对鳃和肝胰腺抗氧化酶活性和组织结构的影响,从生理学、组织病理学、酶学角度,分析异丙甲草胺、西草净胁迫对四角蛤蜊的毒性效应,阐述药物剂量、胁迫时间和贝类受损程度的相关性。同时建立测定水产品中5种酰胺类除草剂(乙草胺、甲草胺、异丙甲草胺、丁草胺、丙草胺)及其代谢物(2-甲基-6-乙基苯胺,MEA;2,6-二乙基苯胺,DEA)的气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析方法,为研究水产品中除草剂残留量提供实验支撑与分析基础。本研究旨在为探究除草剂污染对四角蛤蜊的毒性效应,为促进三角洲滩涂贝类养殖业的健康、可持续发展提供参考数据。建立酰胺类除草剂及其代谢物的气相色谱-质谱检测方法。添加标准物后的均质样品经乙酸乙酯-二氯甲烷混合溶剂(3∶2,v/v)提取,氮吹浓缩,HLB固相萃取柱净化,3 m L正己烷洗脱,结合GC-MS检测定量。在检测条件进行优化后,结果表明,MEA、DEA、异丙甲草胺在1.0~25μg/L质量浓度范围内,其余4种目标物在2.0~50μg/L质量浓度范围内与其响应值线性关系良好,相关系数(r~2)均不低于0.9988。在低、中、高三个加标水平的回收率试验中,四角蛤蜊加标回收率的范围为69.7%~110.6%,相对标准偏差(RSD)在0.4%~7.6%之间,MEA、DEA、异丙甲草胺检出限、定量限为0.5μg/kg、1.5μg/kg,其余4种农药检出限、定量限为1.0μg/kg、3.0μg/kg,该方法适用于水产品中5种酰胺类除草剂及其代谢物的残留检测。研究异丙甲草胺胁迫对四角蛤蜊的毒性效应及其生物富集、消除规律。不同浓度的异丙甲草胺胁迫对抗氧化酶活性表现出诱导或抑制作用,0.5μg/L、2.5μg/L异丙甲草胺对鳃SOD、CAT造成不可逆的氧化损伤,而10μg/L浓度组鳃SOD、CAT活性在净水消除阶段可恢复至对照组水平。3个浓度组的肝胰腺SOD、CAT活性和MDA含量在净水消除阶段可恢复至或接近于对照组水平。药物的剂量与机体抗氧化酶活力的响应之间的关系需进一步的研究。异丙甲草胺胁迫造成鳃丝肿大、纤毛脱落、上皮细胞受损以及消化管破损,两种组织的受损情况表现出来的剂量-时间-效应较明显。经过21 d异丙甲草胺胁迫实验与14 d消除后,各组贝类肥满度与对照组相比无显著差异,均有稍微下降。低、中浓度组摄食率、滤水率在富集第14d显著低于对照组,高浓度组在富集第7 d显著低于对照组,表现出一定的剂量效应。高浓度组在第21 d摄食率、滤水率降至最低值,表现出时间效应。经过净水暂养后,实验组的摄食率、滤水率均可恢复至正常水平。异丙甲草胺及代谢物MEA在四角蛤蜊体内残留量均在第2 d和第10 d达到峰值,高浓度组在富集第2 d时,异丙甲草胺含量已超过10μg/kg的“一律标准”,异丙甲草胺残留量在消除4 d后下降,高浓度组下降24.4%,中浓度组下降76.8%,低浓度组含量已低于检出限,MEA下降量相对较小。研究西草净胁迫对四角蛤蜊的毒性效应及其生物富集、消除规律。四角蛤蜊鳃的SOD、CAT活性在0.2μg/L、10μg/L浓度西草净胁迫下被抑制,肝胰腺酶活性则在0.2μg/L浓度被诱导,10μg/L浓度被抑制,肝胰腺MDA含量在胁迫初期显著升高。所有实验组两种组织的SOD、CAT活性和MDA含量均能在净水消除阶段恢复至正常水平。鳃的网格结构融化,鳃丝变松散,出现病变结构;肝胰腺消化管受损,结构脱落,出现小空腔。四角蛤蜊软体组织的药物含量均在富集阶段第10d达到最大,高浓度组在富集阶段西草净含量均超过10μg/kg的“一律标准”,残留药物可通过净水暂养消除。对照组与实验组的贝类肥满度均随时间逐渐下降,且实验组与对照组相比无显著差异。贝类摄食率与滤水率变化趋势相似,实验组的摄食能力均在富集第7 d明显升高,其中低浓度组、高浓度组差异显著,表现出生理补偿性。在其他时间段,实验组摄食能力与对照组相比差异不显著。
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