CN109953001A - 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法 - Google Patents

镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109953001A
CN109953001A CN201910169542.4A CN201910169542A CN109953001A CN 109953001 A CN109953001 A CN 109953001A CN 201910169542 A CN201910169542 A CN 201910169542A CN 109953001 A CN109953001 A CN 109953001A
Authority
CN
China
Prior art keywords
earthworm
toxicity
chlopyrifos
cadmium
atrazine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910169542.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王彦华
杨桂玲
张昌朋
李薪芳
许振岚
王强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Academy of Agricultural Sciences filed Critical Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201910169542.4A priority Critical patent/CN109953001A/zh
Publication of CN109953001A publication Critical patent/CN109953001A/zh
Priority to NL2025052A priority patent/NL2025052B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00—Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/033—Rearing or breeding invertebrates; New breeds of invertebrates
    • A01K67/0332—Earthworms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，为复合污染生态风险提供科学依据，采用滤纸法和人工土壤法评价了镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的单一与联合毒性效应，并根据Marking相加指数法对污染物之间等毒性和等浓度的联合毒性效应进行评价，单一毒性研究结果表明，采用滤纸法测试时，镉、莠去津和毒死蜱对蚯蚓48h‑LC50值分别为226.9(176.9～293.7)、156.6(119.5～201.6.)和1015.9(756.1～1334.4)mg L‑1；采用人工土壤法测试时，镉、莠去津和毒死蜱对蚯蚓14d‑LC50值分别为1428.4(1329.1～1599.1)、180.4(158.4～204.5)和384.9(353.5～440.3)mg kg‑1，联合毒性研究结果表明毒死蜱与镉以毒性比1:1和浓度比1:1在两种测试系统中均以拮抗作用为主，污染物对蚯蚓的联合毒性较为复杂，与污染物种类、浓度配比、测试系统和作用时间均密切相关。

Description

镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法
技术领域
本发明属于农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓研究领域，具体为镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法。
背景技术
长期以来，毒理学研究多集中于单一化学品的环境毒性效应，许多标准，如安全浓度标准、废水允许排放标准、土壤环境质量标准、地表水环境质量标准等都是依据单个化学品的毒性效应建立的，然而，环境中的污染物正处于多元化和复杂化，而且主要以有机和无机污染物的复合或混合形式存在，过去依赖单一效应制定的有关评价标准无法真实反映环境质量要求，很多环境毒理效应无法用单一污染物的作用机理来解释，研究表明，即使每种化学品的浓度低于无观测效应浓度(NOEC)时，其混合物也可能对生物体产生显著的复合污染效应，因此，仅仅依靠单一化学品的生态毒性来评价环境质量是远远不够的。近年来，尽管国内外学者相继开展了多种重金属和多种有机污染物之间交互作用及其生态毒性的研究，也取得了非常重要的研究成果，但总体来看，环境复合污染及其毒理效应的研究仍处于起步阶段，需要进一步完善和发展。
随着农药产业的迅速发展和大面积推广使用，其污染效应也扩展到整个生态系统，研究表明，20％～70％除草剂会长期残留在土壤中，80％～90％杀虫剂残留通过降雨、沉降和径流进入河流湖泊和土壤，也就是说土壤环境中两种以上的农药残留复合污染是广泛存在的，莠去津是目前世界上使用量最大的三嗪类除草剂，在环境中持久性长，有报道显示，该药剂在土壤、地下水和地表水中被频繁检出，毒死蜱是我国使用量最大的有机磷类杀虫剂，在土壤和水体中较为稳定，能够在多种生物体内富集，甚至通过食物链对土壤生物和水生生物造成严重不利影响，镉是一种对生物毒性较大的重金属，具有非降解性和蓄积性，被广泛应用于电镀、颜料、油漆、印染等工业领域。随着经济的快速发展，大量的镉随着污水、垃圾和工业废料进入土壤、水体、沉积物和大气中，造成污染，因此，农田生态系统中存在着镉与农药复合污染的威胁，尽管国内外学者对莠去津、毒死蜱和镉单一污染的毒性效应和致毒机理进行了大量的研究，但有关镉与农药复合污染毒性效应的研究还不够深入。
蚯蚓是陆生生物量最大的一类土壤动物，对土壤物理性质的改良及植物的营养循环起着重要的作用，对蚯蚓生态毒性的研究不仅可以反映污染物的毒性效应，还能反映土壤的污染状况，同时也可以提供一个保护整个土壤动物区系的安全阈值，因此，本研究以蚯蚓为模式生物，以农药毒死蜱、莠去津与重金属镉复合污染物为研究对象，探讨污染物共存时对蚯蚓的毒性效应，旨在获得这些污染物复合污染产生联合毒性的基础数据，以期为正确评价污染物对蚯蚓的生物效应提供基础资料，并为土壤动物的资源保护和环境风险评估提供科学依据。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，解决了现有的联合毒性试验方法生物利用率低，吸收速率差的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于，包括实验材料、实验方法和数据处理。
作为优选，实验材料包括受试生物和受试化学品：
受试生物选用由浙江大学动物科学学院蚯蚓养殖场提供的赤子爱胜蚯蚓(Eiseniafetida)，首先预养一段时间，然后挑选2月龄以上、体重为350～500mg、环带明显且大小一致的健康成蚓进行实验，毒性试验开始前，按照OECD TG 207准则的方法，用氯乙酰胺检查蚯蚓的敏感性，选用氯乙酰胺对蚯蚓14d-LC50值在10mg/kg dw–50mg/kg dw范围内的蚯蚓进行毒性试验；
受试化学品包括92％莠去津原药，95％毒死蜱原药和CdCl2·2.5H2O(99％，AR)。
作为优选，实验方法包括单一毒性试验和联合毒性评价方法；
单一毒性试验采用滤纸法和人工土壤法；
滤纸法：参照OECD TG 207的方法，并在此基础上加以改进。①向底部铺有一层滤纸的平底烧杯(直径9cm×高12cm)中加入少量去离子水，以刚浸没滤纸为宜，将蚯蚓放在滤纸上，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔，将烧杯放入温度为(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中清肠1d；②在直径9cm的培养皿中垫入直径为11cm的一层滤纸(滤纸包住培养皿边缘)，通过预实验明确药剂有效浓度范围后，将受试农药用丙酮以等比级差稀释成5～7个系列梯度浓度，取一定浓度的药液2mL于滤纸上，每个浓度设30个重复，同时设溶剂对照组和空白对照组，培养皿于通风橱中放置1d，待丙酮挥发完全后加2mL蒸馏水湿润滤纸，将清肠后的蚯蚓用去离子水冲洗干净，用滤纸吸去多余的水分后放入培养皿中，每个培养皿放1条蚯蚓作为1个重复，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔后置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中黑暗培养，于24h和48h各计数1次，记录死亡数和中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
人工土壤法：①人工土壤根据OECD TG 207中提出的标准方法配制；②将受试农药用丙酮溶解后拌于10g石英砂中(当部分原药在丙酮中溶解度较低时，加入助剂1％TritonX-100助溶)，待丙酮完全挥发后与490g人工土壤混匀，加入蒸馏水使土壤含水量达到35％左右，CdCl2·2.5H2O直接用水溶解；③将上述含药剂的人工土壤放入500mL玻璃标准瓶中，再向玻璃标准瓶中放入10条在未经农药处理的人工土壤中驯养24h的蚯蚓，作为1个重复，用解剖针将塑料薄膜扎孔后封住玻璃标准瓶口，然后把玻璃标准瓶置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中连续光照培养(光照强度为400-800lux)，根据预实验结果，每种药剂按一定级差设置5～7个浓度，每个浓度设3个重复，同时设不含药剂的空白对照组、溶剂和助剂对照，试验第7天和14天各计数1次，记录死亡数及中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
联合毒性评价方法根据单一污染物对蚯蚓的毒性资料，以48h-LC50(滤纸法)和14d-LC50(人工土壤法)为基准，分别按照等毒性和等浓度的混合比例以等对数间距(参照毒性较大的物质设计)设置6个不同的试验浓度，试验方法及各时间的的LC50值计算方法同单一毒性试验；
联合毒性评价方法采用Marking相加指数法，对毒死蜱、莠去津和重金属镉的联合毒性进行评价，用下面的公式求出生物毒性作用之和S：S＝Am/Ai+Bm/Bi+Cm/Ci，式中Am、Bm和Cm分别是混合物中各毒物的毒性(LC50)，Ai、Bi和Ci分别是A、B和C毒物单独作用时的毒性(LC50)；将S转换成相加指数AI(Additive Index)，当S≤1时，AI＝(1/S)-1.0；当S>1时，AI＝1.0-S。最后用AI评价化学品的复合效应，当-0.2<AI<0.25时为相加作用(Addition)；当AI≥0.25时为大于相加作用，即协同作用(Synergism)；当AI≤-0.2时为小于相加作用，即拮抗作用(Antagonism)。
作为优选，数据处理根据蚯蚓的死亡数和死亡时间利用机率值分析法件计算农药对蚯蚓的LC50值及其95％置信限，以LC50值95％置信限是否有重叠作为判断不同种药剂毒性差异是否显著的标准。
本发明的有益效果是：本发明涉及镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，莠去津已被确认为内分泌干扰物，可产生细胞毒素效应，能引起生物细胞DNA损伤，具有基因毒性，且对人体可能具有致癌性，在滤纸法中，农药粘附于滤纸表面，生物可利用性高，而且蚯蚓体外直接与污染物接触导致吸收量大，吸收速率快。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的实验步骤流程示意图。
具体实施方式：
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于，包括实验材料、实验方法和数据处理。
其中，所述实验材料包括受试生物和受试化学品：
所述受试生物选用由浙江大学动物科学学院蚯蚓养殖场提供的赤子爱胜蚯蚓(Eiseniafetida)，首先预养一段时间，然后挑选2月龄以上、体重为350～500mg、环带明显且大小一致的健康成蚓进行实验，毒性试验开始前，按照OECD TG 207准则的方法，用氯乙酰胺检查蚯蚓的敏感性，选用氯乙酰胺对蚯蚓14d-LC50值在10mg/kg dw–50mg/kg dw范围内的蚯蚓进行毒性试验；
所述受试化学品包括92％莠去津原药，95％毒死蜱原药和CdCl2·2.5H2O(99％，AR)。
其中，所述实验方法包括单一毒性试验和联合毒性评价方法；
所述单一毒性试验采用滤纸法和人工土壤法；
滤纸法：参照OECD TG 207的方法，并在此基础上加以改进。①向底部铺有一层滤纸的平底烧杯(直径9cm×高12cm)中加入少量去离子水，以刚浸没滤纸为宜，将蚯蚓放在滤纸上，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔，将烧杯放入温度为(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中清肠1d；②在直径9cm的培养皿中垫入直径为11cm的一层滤纸(滤纸包住培养皿边缘)，通过预实验明确药剂有效浓度范围后，将受试农药用丙酮以等比级差稀释成5～7个系列梯度浓度，取一定浓度的药液2mL于滤纸上，每个浓度设30个重复，同时设溶剂对照组和空白对照组，培养皿于通风橱中放置1d，待丙酮挥发完全后加2mL蒸馏水湿润滤纸，将清肠后的蚯蚓用去离子水冲洗干净，用滤纸吸去多余的水分后放入培养皿中，每个培养皿放1条蚯蚓作为1个重复，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔后置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中黑暗培养，于24h和48h各计数1次，记录死亡数和中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
人工土壤法：①人工土壤根据OECD TG 207中提出的标准方法配制；②将受试农药用丙酮溶解后拌于10g石英砂中(当部分原药在丙酮中溶解度较低时，加入助剂1％TritonX-100助溶)，待丙酮完全挥发后与490g人工土壤混匀，加入蒸馏水使土壤含水量达到35％左右，CdCl2·2.5H2O直接用水溶解；③将上述含药剂的人工土壤放入500mL玻璃标准瓶中，再向玻璃标准瓶中放入10条在未经农药处理的人工土壤中驯养24h的蚯蚓，作为1个重复，用解剖针将塑料薄膜扎孔后封住玻璃标准瓶口，然后把玻璃标准瓶置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中连续光照培养(光照强度为400-800lux)，根据预实验结果，每种药剂按一定级差设置5～7个浓度，每个浓度设3个重复，同时设不含药剂的空白对照组、溶剂和助剂对照，试验第7天和14天各计数1次，记录死亡数及中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
所述联合毒性评价方法根据单一污染物对蚯蚓的毒性资料，以48h-LC50(滤纸法)和14d-LC50(人工土壤法)为基准，分别按照等毒性和等浓度的混合比例以等对数间距(参照毒性较大的物质设计)设置6个不同的试验浓度。试验方法及各时间的的LC50值计算方法同单一毒性试验；
所述联合毒性评价方法采用Marking相加指数法，对毒死蜱、莠去津和重金属镉的联合毒性进行评价，用下面的公式求出生物毒性作用之和S：S＝Am/Ai+Bm/Bi+Cm/Ci，式中Am、Bm和Cm分别是混合物中各毒物的毒性(LC50)，Ai、Bi和Ci分别是A、B和C毒物单独作用时的毒性(LC50)；将S转换成相加指数AI(Additive Index)，当S≤1时，AI＝(1/S)-1.0；当S>1时，AI＝1.0-S。最后用AI评价化学品的复合效应，当-0.2<AI<0.25时为相加作用(Addition)；当AI≥0.25时为大于相加作用，即协同作用(Synergism)；当AI≤-0.2时为小于相加作用，即拮抗作用(Antagonism)。
其中，所述数据处理根据蚯蚓的死亡数和死亡时间利用机率值分析法件计算农药对蚯蚓的LC50值及其95％置信限，以LC50值95％置信限是否有重叠作为判断不同种药剂毒性差异是否显著的标准。
实验结果：
滤纸法测定结果：莠去津和毒死蜱以毒性比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为0.94和1.36，联合作用结果均表现为协同作用，且随着暴露时间的延长协同作用增强；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为-2.04和-0.18，联合作用结果分别表现为拮抗和相加作用(表3)，莠去津和镉以毒性比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为-0.82和-1.78，联合作用结果均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用增强；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为-0.62和-0.066，联合作用结果分别表现为拮抗和相加作用(表4)，与莠去津和镉联合作用相似，毒死蜱和镉以毒性比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为-0.28和-1.02，联合作用结果均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用增强；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为-0.34和0.06，联合作用结果分别表现为拮抗和相加作用(表5)，莠去津、毒死蜱和镉以毒性比1:1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为0.75和-0.28，联合作用分别为协同和拮抗作用；当三者以浓度比1:1:1配比，暴露时间为24h和48h时相加指数分别为0.04和0.67，联合作用结果分别表现为相加和协同作用(表6)。
表3采用滤纸法测定的莠去津和毒死蜱对蚯蚓的联合毒性
表4采用滤纸法测定的莠去津和Cd对蚯蚓的联合毒性
表5采用滤纸法测定的毒死蜱和Cd对蚯蚓的联合毒性
表6采用滤纸法测定的莠去津、毒死蜱和Cd对蚯蚓的联合毒性
总体来看，莠去津、毒死蜱分别与镉的联合作用在毒性比1:1和浓度比1:1时均以拮抗作用为主；而莠去津与毒死蜱的联合作用与浓度配比密切相关，在毒性1:1时以协同作用为主，在浓度比1:1时偏重于拮抗作用。莠去津、毒死蜱与镉三种污染物共存时的联合作用较为复杂，与暴露时间和污染物的配比均密切相关，在毒性比1:1:1，暴露24h时为协同作用，但随着暴露时间的延长暴露到48h时为拮抗作用；在浓度比1:1:1时，暴露24h时为相加作用，但随着暴露时间的延长暴露到48h时为协同作用。
人工土壤法测定结果：莠去津和毒死蜱以毒性比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为-1.34和-0.54，联合作用结果均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用减弱；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为-0.57和-0.33，联合作用结果也均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用也减弱(表7)。莠去津和镉以毒性比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为0.21和0.51，联合作用结果分别表现为相加和协同作用；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为1.26和1.60，联合作用结果均表现为协同作用，且随着暴露时间的延长协同作用增强(表8)，毒死蜱和镉以毒性比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为-0.66和-0.33，联合作用结果均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用减弱；当二者以浓度比1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为-0.79和0.10，联合作用结果分别表现为拮抗和相加作用(表9)，莠去津、毒死蜱和镉以毒性比1:1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为-1.91和-1.05，联合作用均表现为拮抗作用，且随着暴露时间的延长拮抗作用减弱；当三者以浓度比1:1:1配比，暴露时间为7d和14d时相加指数分别为2.41和3.18，联合作用结果均表现为协同作用，随着暴露时间的延长协同作用增强(表10)。
表7采用人工土壤法测定的莠去津和毒死蜱对蚯蚓的联合毒性
表8采用人工土壤法测定的莠去津和Cd对蚯蚓的联合毒性
表9采用人工土壤法测定的毒死蜱和Cd对蚯蚓的联合毒性
表10采用人工土壤法测定的莠去津、毒死蜱和Cd对蚯蚓的联合毒性
总体来看，莠去津与镉的联合作用以协同作用为主，而毒死蜱分别与镉、莠去津的联合作用均以拮抗作用为主，莠去津、毒死蜱与镉三种污染物共存时的联合毒性与浓度配比有关，在毒性比1:1:1时以拮抗作用为主，而在浓度比1:1:1时均以协同作用为主。
采用人工土壤法测定的毒死蜱与镉的联合作用与滤纸法相似，均以拮抗作用为主。采用人工土壤法测定莠去津与镉的联合作用以协同作用为主，而采用滤纸法测定时以拮抗作用为主，莠去津和毒死蜱采用人工土壤测试时以拮抗作用为主，而采用滤纸法测试时二者的联合作用较为复杂，在毒性比1:1时表现为协同作用为主，而在浓度比1:1时偏重于拮抗作用，毒死蜱、莠去津和镉三种污染物共存时的联合作用较为复杂，与测试系统、浓度配比和暴露时间均密切相关。在滤纸法中，农药粘附于滤纸表面，生物可利用性高，而且蚯蚓体外直接与污染物接触导致吸收量大，吸收速率快；而在人工土壤法中，污染物会被土壤胶体和有机质吸附，并通过生物、光和化学氧化等途径降解，使土壤中受试物的生物有效性大大降低，从而降低了蚯蚓对污染物的吸收速率，不同种类污染物对蚯蚓毒性的差异，可能是由于其化学结构、在环境中的行为和生物可利用性不同，从而导致对蚯蚓的毒性机制不同而造成的，莠去津已被确认为内分泌干扰物，可产生细胞毒素效应，能引起生物细胞DNA损伤，具有基因毒性，且对人体可能具有致癌性，毒死蜱作用机理是抑制乙酰胆碱酯酶，且对其的抑制作用是不可逆的，镉是一种致毒快损害重，易在各器官蓄积的毒物，可引起机体氧化损伤，DAN单链断裂，并损伤DNA修复系统，导致细胞凋亡。
污染物对生态系统的影响，无论最终的后果多复杂、多严重，均始于生物个体的分子水平上，且生物在亚致死浓度污染物种的生理反应主要表现在分子水平上，而本研究主要从毒理学急性毒性方面开展污染物对蚯蚓的联合毒性效应，基于这些数据的分析仅可作为毒物风险分析的第一步，并不能真实地反映毒物对土壤生物长期的、潜在的威胁。因此，在研究污染物的联合毒性时应继续深入到细胞、分子水平进行研究显得非常必要，以此揭示联合毒性机理。此外，从生态学上来看，蚯蚓处于陆生生态食物链的底部，对大部分污染物都有富集作用，这些被富集的污染物可能对蚯蚓不会造成严重的伤害，但却可能影响食物链中更高级的生物，为了更好保护土壤生物及土壤环境生态安全，还需要进行对多种土壤生物包括跳虫的急慢性毒性研究，以丰富污染物对土壤生物毒理学基础试验数据，同时有关污染物在土壤生态系统通过食物链、食物网的生物传递、生物积累的研究也需要进一步开展，为制定污染物对土壤生物的安全浓度标准提供参考。
不同受试生物对相同复合污染物联合作用反应类型也会不同(可能是由于不同生物体内酶的结构不同)，对联合毒性的风险评价仅以某一种或某一类生物作为指示生物是不够的，需要进行多种指示生物甚至是整个生物群落的复合评价，以便更准确的明确复合污染物对整个生态系统的影响。此外，已有研究表明复合污染过程中联合毒性大小除了与污染物的理化性质有关外，污染物的质量浓度组合关系起了更为直接和更为重要的作用，与本研究结果一致，这说明不同的质量浓度组合可能存在不同的联合毒性机理，本研究仅开展了污染物之间的浓度比1:1和毒性比1:1的配比，为了全面反映污染物的相互作用规律应尽可能开展多种质量浓度配比的研究。
目前，有关复合污染的联合毒性机理主要有竞争结合位点、影响生物酶活性、干扰生物正常的生理过程、改变生物细胞结构和功能、螯合和沉淀作用以及干扰生物大分子的结构和功能等几种学说，本研究采用人工土壤法测定的莠去津与毒死蜱对蚯蚓的联合毒性无论是毒性比1:1还是浓度比1:1都以拮抗作用为主，可能与上述联合毒性机理有关，有学者认为污染物协同作用机制主要是污染物共存时可以改变细胞膜的结构，使细胞膜的通透性增加。本研究中采用人工土壤法测定的莠去津与镉对蚯蚓的联合毒性无论是毒性比1:1还是浓度比1:1都以协同作用为主，且随着试验的延长协同作用增强，这有可能随着暴露时间的增加，蚯蚓细胞膜通透性随之增加，从而加大生物体对污染物的吸收，使混合体系的生物毒性增强，产生协同作用。
污染物共存时毒性的改变是其在生物体内过程的综合反映。污染物在生物体内的相互作用可能发生在对污染物的摄入、吸收、分布、代谢、转化、排泄过程中而改变各自体内的进程，或是作用于同一靶器官时产生相关的生物学效应，即可通过对各自的毒物代谢动力学及毒效动力学产生影响而发生联合作用效应，污染物在生物体内的代谢转化使复合污染的研究更加复杂。比如，当母体化合物及其代谢物均有毒性，但针对不同的靶器官或毒性终点，就使得联合毒性很难确定，因此，研究化合物在生物体内的交互作用和彼此影响的吸收、分布、代谢转化与毒性效应更有意义，这对制定相关环境质量标准，探讨其联合毒性机理和采取预防对策等都具有重要意义。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于，包括实验材料、实验方法和数据处理。
2.根据权利要求1所述的镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于：所述实验材料包括受试生物和受试化学品：
2.1、所述受试生物选用由浙江大学动物科学学院蚯蚓养殖场提供的赤子爱胜蚯蚓(Eisenia fetida)，首先预养一段时间，然后挑选2月龄以上、体重为350～500mg、环带明显且大小一致的健康成蚓进行实验，毒性试验开始前，按照OECD TG 207准则的方法，用氯乙酰胺检查蚯蚓的敏感性，选用氯乙酰胺对蚯蚓14d-LC50值在10mg/kg dw–50mg/kg dw范围内的蚯蚓进行毒性试验；
2.2、所述受试化学品包括92％莠去津原药，95％毒死蜱原药和CdCl2·2.5H2O(99％，AR)。
3.根据权利要求1所述的镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于：所述实验方法包括单一毒性试验和联合毒性评价方法；
3.1、所述单一毒性试验采用滤纸法和人工土壤法；
3.1.1、滤纸法：参照OECD TG 207的方法，并在此基础上加以改进,①向底部铺有一层滤纸的平底烧杯(直径9cm×高12cm)中加入少量去离子水，以刚浸没滤纸为宜，将蚯蚓放在滤纸上，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔，将烧杯放入温度为(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中清肠1d；②在直径9cm的培养皿中垫入直径为11cm的一层滤纸(滤纸包住培养皿边缘)，通过预实验明确药剂有效浓度范围后，将受试农药用丙酮以等比级差稀释成5～7个系列梯度浓度，取一定浓度的药液2mL于滤纸上，每个浓度设30个重复，同时设溶剂对照组和空白对照组，培养皿于通风橱中放置1d，待丙酮挥发完全后加2mL蒸馏水湿润滤纸，将清肠后的蚯蚓用去离子水冲洗干净，用滤纸吸去多余的水分后放入培养皿中，每个培养皿放1条蚯蚓作为1个重复，用塑料薄膜封口，并用解剖针将塑料薄膜扎孔后置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中黑暗培养，于24h和48h各计数1次，记录死亡数和中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
3.1.2、人工土壤法：①人工土壤根据OECD TG 207中提出的标准方法配制；②将受试农药用丙酮溶解后拌于10g石英砂中(当部分原药在丙酮中溶解度较低时，加入助剂1％TritonX-100助溶)，待丙酮完全挥发后与490g人工土壤混匀，加入蒸馏水使土壤含水量达到35％左右，CdCl2·2.5H2O直接用水溶解；③将上述含药剂的人工土壤放入500mL玻璃标准瓶中，再向玻璃标准瓶中放入10条在未经农药处理的人工土壤中驯养24h的蚯蚓，作为1个重复，用解剖针将塑料薄膜扎孔后封住玻璃标准瓶口，然后把玻璃标准瓶置于(20±1)℃，湿度为80％～85％的恒温箱中连续光照培养(光照强度为400-800lux)，根据预实验结果，每种药剂按一定级差设置5～7个浓度，每个浓度设3个重复，同时设不含药剂的空白对照组、溶剂和助剂对照，试验第7天和14天各计数1次，记录死亡数及中毒症状，以蚯蚓前尾部对机械刺激无反应视为死亡；
3.2、所述联合毒性评价方法根据单一污染物对蚯蚓的毒性资料，以48h-LC50(滤纸法)和14d-LC50(人工土壤法)为基准，分别按照等毒性和等浓度的混合比例以等对数间距(参照毒性较大的物质设计)设置6个不同的试验浓度,试验方法及各时间的的LC50值计算方法同单一毒性试验；
所述联合毒性评价方法采用Marking相加指数法，对毒死蜱、莠去津和重金属镉的联合毒性进行评价，用下面的公式求出生物毒性作用之和S：S＝Am/Ai+Bm/Bi+Cm/Ci，式中Am、Bm和Cm分别是混合物中各毒物的毒性(LC50)，Ai、Bi和Ci分别是A、B和C毒物单独作用时的毒性(LC50)；将S转换成相加指数AI(Additive Index)，当S≤1时，AI＝(1/S)-1.0；当S>1时，AI＝1.0-S。最后用AI评价化学品的复合效应，当-0.2<AI<0.25时为相加作用(Addition)；当AI≥0.25时为大于相加作用，即协同作用(Synergism)；当AI≤-0.2时为小于相加作用，即拮抗作用(Antagonism)。
4.根据权利要求1所述的镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法，其特征在于：所述数据处理根据蚯蚓的死亡数和死亡时间利用机率值分析法件计算农药对蚯蚓的LC50值及其95％置信限，以LC50值95％置信限是否有重叠作为判断不同种药剂毒性差异是否显著的标准。
CN201910169542.4A 2019-03-06 2019-03-06 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法 Pending CN109953001A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910169542.4A CN109953001A (zh) 2019-03-06 2019-03-06 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法
NL2025052A NL2025052B1 (en) 2019-03-06 2020-03-05 Test method for joint toxicity of cadmium with pesticide atrazine and chlorpyrifos to earthworms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910169542.4A CN109953001A (zh) 2019-03-06 2019-03-06 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109953001A true CN109953001A (zh) 2019-07-02

Family

ID=67024069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910169542.4A Pending CN109953001A (zh) 2019-03-06 2019-03-06 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109953001A (zh)
NL (1) NL2025052B1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111189999A (zh) * 2019-12-31 2020-05-22 中国水产科学研究院 一种污染物对斑马鱼生物毒性影响的评价方法
CN111830205A (zh) * 2020-07-03 2020-10-27 浙江省农业科学院 噻虫胺和苯醚甲环唑对稀有鮈鲫慢性毒性数据评价方法
CN112540168A (zh) * 2020-12-01 2021-03-23 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 全氟辛酸和莠去津联合毒性的检测方法
CN113205859A (zh) * 2021-03-15 2021-08-03 安徽建筑大学 一种用于定量表征复合污染物联合毒性相互作用的面积均值法
CN113533685A (zh) * 2021-06-21 2021-10-22 东南大学 一种测定土壤中挥发性有机物对土壤生物-蚯蚓的急性毒性测试方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101920048B1 (ko) * 2016-10-17 2018-11-19 건국대학교 산학협력단 피부 독성 평가용 지렁이 동물모델 및 이를 이용한 인간 피부 독성 평가방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101920048B1 (ko) * 2016-10-17 2018-11-19 건국대학교 산학협력단 피부 독성 평가용 지렁이 동물모델 및 이를 이용한 인간 피부 독성 평가방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孟琰: "莠去津和镉及其复合污染对蚯蚓生态毒理效应的研究", 《山东农业大学硕士学位论文》 *
徐冬梅: "铜-毒死蜱对蚯蚓的联合毒性效应", 《应用生态学报》 *
苏连水，杨桂玲: "三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应", 《生态毒理学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111189999A (zh) * 2019-12-31 2020-05-22 中国水产科学研究院 一种污染物对斑马鱼生物毒性影响的评价方法
CN111830205A (zh) * 2020-07-03 2020-10-27 浙江省农业科学院 噻虫胺和苯醚甲环唑对稀有鮈鲫慢性毒性数据评价方法
CN112540168A (zh) * 2020-12-01 2021-03-23 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 全氟辛酸和莠去津联合毒性的检测方法
CN112540168B (zh) * 2020-12-01 2023-01-31 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 全氟辛酸和莠去津联合毒性的检测方法
CN113205859A (zh) * 2021-03-15 2021-08-03 安徽建筑大学 一种用于定量表征复合污染物联合毒性相互作用的面积均值法
CN113533685A (zh) * 2021-06-21 2021-10-22 东南大学 一种测定土壤中挥发性有机物对土壤生物-蚯蚓的急性毒性测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
NL2025052A (en) 2020-09-11
NL2025052B1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109953001A (zh) 镉与农药莠去津、毒死蜱对蚯蚓的联合毒性试验方法
Topcuoğlu et al. Heavy metal monitoring of marine algae from the Turkish Coast of the Black Sea, 1998–2000
Frenzilli et al. The Comet assay for the evaluation of genotoxic impact in aquatic environments
Defew et al. An assessment of metal contamination in mangrove sediments and leaves from Punta Mala Bay, Pacific Panama
Ramachandra et al. Ecological assessment of lentic water bodies of Bangalore
Bruder et al. Multiple‐stressor effects on leaf litter decomposition and fungal decomposers in agricultural streams contrast between litter species
Guasch et al. Phosphate limitation influences the sensitivity to copper in periphytic algae
Li et al. Toxic response of the freshwater green algae Chlorella pyrenoidosa to combined effect of flotation reagent butyl xanthate and nickel
Sahu et al. The characteristics, effects, and treatment of wastewater in sugarcane industry
KR101365719B1 (ko) 개구리밥과 식물의 뿌리 생장을 이용한 수질 독성 평가 방법
Tarasova et al. Bioluminescence as a tool for studying detoxification processes in metal salt solutions involving humic substances
Lau et al. The significance of sediment contamination in a coastal wetland, Hong Kong, China
Zhang et al. Humus characteristics after maize residues degradation in soil amended with different copper concentrations.
Sabater et al. Periphyton as biological indicators in managed aquatic ecosystems
Yin et al. Evaluation of heavy metal inhibition of activated sludge by TTC and INT-electron transport system activity tests
Kastratović et al. The distribution and accumulation of chromium in the water, sediment and macrophytes of Skadar lake
Fathy et al. Effect of some environmental pollutants on enzymatic and total antioxidant activities in tilapia niloticus
Hendrickx et al. Storage mediums affect metal concentration in woodlice (Isopoda)
Singare et al. Pollution impact assessment along Vasai Creek of Mumbai: measurement of physico-chemical parameters
Prieto et al. Monitoring benthic microflora in river bed sediments: a case study in the Anllóns River (Spain)
Adesalu et al. Studies on the epiphytic algae associated with two floating aquatic macrophytes in a sluggish non-tidal polluted creek in Lagos, Nigeria
Kurelec et al. Fragility of multixenobiotic resistance in aquatic organisms enhances the complexity of risk assessment
Pan et al. Assessment of the water quality and toxicity effects on zebrafish (Danio rerio) of a stream near a phosphorus chemical plant in Guizhou Province, southwestern China
Murugesan et al. Biological decolorization and removal of metal from dye industry effluent by microalgae
Hinton et al. The influence of organic acids on mercury bioavailability: insight from an earthworm assessment protocol

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190702