镉对异育银鲫的急性毒性

龙月月，郑宗林，戴炳龙，房佳杨，李冬梅

（西南大学动物科学学院水产科学重庆市市级重点实验室，重庆 402460）

镉（Cadmium，Cd）常以化合物状态广泛存在于生态环境中，一般含量很低，正常环境状态下，不会影响人体健康，一旦被鱼类摄食，可通过食物链传递到人体中，危害人体健康。镉是能够在鱼体内快速蓄积、对鱼体毒性效应大的非必需重金属元素[1,2]。近几年我国很多河流都受到了污染，严重限制了我国渔业的发展。2012年，广西龙江河宜州拉浪段发生镉污染，大约28.1万尾鱼死亡，宜州市怀远镇附近群众生活用水直接受到影响[3]。镉难降解、可蓄积、毒性潜伏期长，对生物体危害极大。

异育银鲫Carassius auratus gibelio肉质细嫩，营养丰富，具有良好的杂种优势，生长快、饲养周期短、抗逆性强[4]，增产效果明显，显示出良好的经济性状。镉对植物[5]、低等水生生物[6-8]和鲫[9]等的毒性均有报道，但对异育银鲫的毒理学研究大多集中于农药[10]、渔药[11]及酚类[12]等，镉对异育银鲫的毒性作用研究报道较少。为此，本文通过研究镉对异育银鲫的急性毒性效应，以期为防治重金属污染、保护生态环境和提高水产品的安全性等提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用异育银鲫Carassius auratus gibelio购自重庆市荣昌区小罗渔场，体长（15±0.6）cm，平均体质量（34±0.2）g，身体健康，反应灵敏，在缸中暂养7d。暂养期间，每天定时投喂基础饲料，试验前停食2d。试验在水体积60L的玻璃水族缸中进行，水温保持在 （22.0±2.0）℃，pH 为 7.8～8.0，水中溶氧（DO）＞6.0mg·L-1，水质指标均符合（GB11607-89）渔业水质标准的要求。

CdCl2·2.5H2O（分析纯，纯度≥99%）由上海金山亭新化工试剂厂生产。预先用蒸馏水配成5 000 mg·L-1的 CdCl2·2.5H2O母液，于 4℃下保存。试验时进行稀释。

1.2 方法

急性毒性试验参照《工业废水的试验方法鱼类急性毒性试验》（GB/T21814-2008）[13]。先进行预试验,以确定异育银鲫96h全部存活的最高镉浓度和24h全部致死的最低镉浓度。在该浓度范围内，按等比数列间距各设定浓度组。试验设1个对照组，6个试验组，镉离子的质量浓度分别为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，每组设置 3 个重复，每个重复5尾鱼，不投食，不充气。试验开始后，每4 h观察记录异育银鲫中毒症状，之后每24 h观察并统计异育银鲫的死亡数与活动状况，记录24h、48h、72h和96h的死亡数，并及时捞出。试验共进行96h。试验期间每12h更换1次镉溶液。鱼死亡标准：以镊子夹异育银鲫尾柄部，若2～3min内无任何反应，则判定为死亡。未加镉的对照组中异育银鲫未见死亡。

1.3 数据处理

采用寇氏法（Karder）[14]计算半致死浓度（Median lethal concentration，LC50）， 其运算公式如下：lgLC50=1/2（Xi+Xi+1）（Pi+1-Pi），其中，Xi=剂量或浓度对数；Pi=死亡率。

根据LC50计算镉安全质量浓度[15]（Safe concentration，SC）：SC=96hLC50×0.1。

2 结果与分析

2.1 异育银鲫在镉中的急性中毒症状

试验中各浓度组异育银鲫的中毒症状基本相似。镉攻毒初期，异育银鲫受刺激而躁动，异常上下浮动，彼此碰撞，有时跃出水面，这种躁动不安在高浓度镉溶液中表现愈加明显。所有试验组大约1 h后，异育银鲫的躁动减轻，渐渐平静下来，静卧水底。随着镉暴露时间延长，异育银鲫的活动能力明显降低，鱼体僵硬、直挺侧翻于水面，缸底蓄积的排泄物明显增多。在镉溶液（36.297 mg·L-1、32.263 mg·L-1）中12 h的异育银鲫鳃部红肿，躁动不安，四处乱窜；18 h后鱼游动失去平衡，抽搐、打转，竖立或侧翻于水面；24 h开始出现死亡，死亡异育银鲫有的漂浮于水面，有的沉入水底，捞出时发现鱼体表粘液较多；活的异育银鲫在高浓度镉时明显比低浓度镉更加躁动不安，不停地四处缓慢游动，多数在浅水区游动。

2.2 异育银鲫在镉胁迫下的影响

由表1可知，异育银鲫的死亡数随着镉浓度的升高、暴露时间的延长而不断增加。24h时，在15.000mg·L-1、18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1和 27.037 mg·L-1的镉浓度未导致异育银鲫死亡，32.904mg·L-1浓度组异育银鲫死亡1尾，死亡率20%，个别鱼体出现类似浮头症状、躁动不安等；在24h、48h、72h时，40.040mg·L-1浓度下，异育银鲫死亡4尾，死亡率达到80%，96h死亡数5尾，死亡率达到100%；24h时，48.729mg·L-1浓度组异育银鲫死亡5尾，死亡率100%。死亡的异育银鲫中毒明显，体表附大量粘液。48h、72h、96h 时，15.000mg·L-1浓度组没有鱼死亡，但在48h时鱼出现反应迟钝，尾柄不自然弯曲，伏于缸底，各浓度组鱼体表面出现一层粘性的白色泡沫。48h 时，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1和27.037 mg·L-1浓度组出现了死鱼，均死亡1尾，死亡率 20%；72 h 时，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1、27.037 mg·L-1和 32.904 mg·L-1浓度组异育银鲫分别死亡1尾、2尾、2尾、2尾，死亡率分别为20%、40%、40%、40%；96 h 时，18.255 mg·L-1、22.216 mg·L-1、27.037 mg·L-1和 32.904 mg·L-1浓度组分别死亡1尾、2尾、2尾、3尾，死亡率分别为20%、40%、40%和60%。

2.3 寇氏法计算过程

打开Excel2007，新建工作表。在新建工作表中将表2内容输入单元格内。在计算时，将试验浓度、试验鱼数n、死亡数r输入相应空格处后，结果就可得出。依据此方法，输入不同处理时间异育银鲫死亡数，反复计算。得出 24h、48h、72h、96h 的半致死浓度。计算过程如表2。

2.4 镉对异育银鲫的半致死浓度和安全浓度

寇氏法计算出的不同镉浓度和处理时间的LC50见表3。由表3 可知：24h、48h、72h和 96h的 LC50分别为 36.297mg·L-1、32.263mg·L-1、28.677mg·L-1和26.510mg·L-1，依次为 24h＞48h＞72h＞96h，表明镉对异育银鲫毒力作用大小依次为96h＞72h＞48h＞24h，SC 为 2.651 mg·L-1。

3 讨论

在动物急性毒性试验中，使半数受试动物死亡的浓度为半致死浓度，用LC50表示，常用来作为水生生物被污染的评价指标。镉对异育银鲫的毒性大小可用半致死浓度来表示，半致死浓度越小，毒性越大[16,17]。本研究中，除了对照组与15.000mg·L-1浓度组外，其余各试验组均有异育银鲫死亡，死亡率随镉浓度增加和试验时间延长而增高，具有一定的剂量－时间效应[18]。

表1 异育银鲫在镉胁迫下的死亡数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计算半致死浓度过程Tab 2 The calculation process of median lethal concentration（LC50）computed by Excel

表3 镉对异育银鲫的半致死浓度和安全浓度Tab.3 LC50and SC of cadmium to allogynogenetic silver crucian carp（Carassius auratus gibelio）

镉对异育银鲫的24 h、48 h、72 h和96 h LC50分别为 36.297 mg·L-1、32.263 mg·L-1、28.677 mg·L-1、26.510 mg·L-1。镉的致死效应与试验对象的暴露时间有密切关系。暴露时间相同时，异育银鲫的死亡率随着镉质量浓度增大而增高，说明镉对异育银鲫存在明显的急性毒性效应；暴露时间不同时，在同一镉浓度，异育银鲫死亡率随着暴露时间延长而升高，这表明镉在异育银鲫体内具有蓄积效应。计算镉对试验对象的LC50常用寇氏法，此法简便有效、易于掌握。根据不同暴露时间在等比数间距的各个试验浓度测试动物的死亡率，求出不同暴露时间的LC50。有研究表明，中华鳑鲏Rhodeus sinensis Günther对镉的 96hLC50为 7.270 mg·L-1[19]，方斑东风螺Babylonia areolata幼体对镉的 96hLC50为0.198mg·L-1[20]，克拉克大马哈鱼 Oncorhynchus clarkii幼鱼对镉的 LC50是0.00064 mg·L-1[21]。可见，不同品种、种类、规格、成长阶段的鱼类对镉的耐受力不同，这可能与不同鱼类的代谢能力有关。目前，根据鱼类急性毒性试验的96hLC50，能够判断化学品或污染物对鱼类的急性毒性危害等级。这对防治水产养殖重金属污染有重要意义。