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Acute toxicity of Cu2+ to Rana chensinensis tadpole

Cu对中国林蛙蝌蚪的急性毒性



全 文 :Cu 对中国林蛙蝌蚪的急性毒性 3
王寿兵 郭 锐 屈云芳 经佐琴 蒋朝光 吴千红 
(复旦大学环境与资源生物学系 ,上海 200433)
【摘要】 试验测定了不同温度条件下 Cu2 + 对中国林蛙蝌蚪的急性毒性. 结果表明 ,在水
温为 9~13 ℃、18 ℃和 24 ℃条件下 ,Cu2 + 对 10d 龄中国林蛙蝌蚪 96h 的 LC50分别为 5. 01、
3. 80 和 2. 99mg·L - 1 ,致死阈浓度分别为 4. 0、2. 5 和 1. 6mg·L - 1 ,而在 96h 内的无可观察
效应浓度分别为 2. 5、1. 6 和 1. 0mg·L - 1 . 18 ℃条件下 Cu2 + 对 20d 龄中国林蛙蝌蚪的
96hLC50为 2. 17mg·L - 1 .
关键词  铜离子  中国林蛙  蝌蚪  急性毒性
Acute toxicity of Cu2 + to Rana chensinensis tadpole. Wang Shoubing , Guo Rui ,Qu Yunfang ,
Jing Zuoqin ,Jiang Chaoguang and Wu Qianhong ( Fudan U niversity , S hanghai 200433) .2Chin. J . A ppl . Ecol . ,1998 ,9 (3) :309~312.
The acute toxicity of Cu2 + to Rana chensinensis tadpole was determined under various water
temperature. The results showed that , at 9~13 ,18 and 24 ℃, its 96h LC50 for 10 days old
tadpole was 5. 01 ,3. 80 and 2. 99mg·L - 1 ,respectively. The lethal concentration , was 4. 0 ,2. 5
and 1. 6mg·L - 1 , and the no observed effect concentration (NOEC) in 96hours was 2. 5 ,1. 6
and 1. 0mg·L - 1 , respectively. The 96h LC50 for 20 days old tadpole was 2. 17mg·L - 1 at
18 ℃.
Key words  Copper ion , Rana chensinensis , Tadpole , Acute toxicity.
  3 上海市高教局基金资助项目 (J G 9502) .
  1997 - 03 - 28 收稿 ,1997 - 05 - 26 接受.
1  引   言
  CuSO4·5H2O 是水产中常用于治疗鱼
类各类寄生虫病的药物[5 ] ,也广泛用于牛
蛙和美国青蛙部分寄生虫病的治疗[7 ] . 在
中国林蛙的大规模人工养殖中 ,生活于水
体中的蝌蚪也免不了寄生虫的危害 ,而一
旦感染上寄生虫病 ,则会严重影响蝌蚪的
成活和生长 ,这在实际生产中已观察到这
一现象. 有关 Cu2 + 对淡水鱼类的慢性毒性
研究国外报道较多[8~11 ] . 我国学者周永欣
曾研究过 Cu2 +对草鱼、鲢和大鳞泥鳅的急
性毒性[2 ] ,黄玉瑶研究过 Cu2 +对鳗鲡仔鱼
的急性毒性[4 ] ,而用两栖类蝌蚪作为该类
试验材料的尚未见报道. 本文研究了 Cu2 +
对中国林蛙蝌蚪的毒性 ,以期为其移殖提
供有关水质方面的理论依据.
2  材料与方法
2. 1  供试材料
  种蛙引自辽宁新滨满族自治县 ,在本校饲养
场内产卵、孵化得到蝌蚪. 为研究不同温度条件
下 Cu2 + 对中国林蛙蝌蚪的毒性 ,采用同一团卵孵
化所得 10d 龄蝌蚪 ,蝌蚪体长 0. 64 ±0. 08cm ,尾
长 1. 03 ±0. 17cm ,体重平均 0. 042g·尾 - 1 ,为研
究同一温度条件下 Cu2 + 对不同日龄蝌蚪的毒性 ,
在 18 ℃条件下测定了 Cu2 + 对 20d 龄蝌蚪的毒
性 ,20d 龄蝌蚪体长 1. 11 ±0. 13cm ,尾长 1. 85 ±
0. 18cm ,体重平均 0. 25g·尾 - 1 .
应 用 生 态 学 报  1998 年 6 月  第 9 卷  第 3 期                       
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 1998 ,9 (3)∶309~312
  CuSO4·5H2O 为上海振兴试剂厂 1995 生产 ,
含量不少于 99 %.
  实验容器采用 12cm ×7cm 的玻璃结晶皿 ,保
持 500ml 试验药液 ,置于恒温水浴箱中控制温
度.
2. 2  实验方法
  经过预备实验后按 0. 2 等对数间距设置 6 个
试验浓度 , Cu2 + 浓度分别为 : 10、6. 3、4. 0、2. 5、
1. 6和 1. 0mg·L - 1 . 每个浓度设 1 组重复. 药液配
制是先用 CuSO4·5H2O 加蒸馏水配成 1000mg·
L - 1的母液 ,配好后加 2 滴盐酸防止出现沉淀 ,然
后实测母液浓度 (比色法) 确定取用量. 稀释液为
充分曝气自来水. 溶解氧为 5. 6~7. 0mg·L - 1 (碘
量法) ,p H 为 7. 1~7. 4 (p H S22 型酸度型计) ,硬
度 42mg·L - 1 (以 CaCO3 计) . 试验采用换水式 ,每
24h换试验药液 1 次. 每组试验随机放蝌蚪 10
尾. 实验开始后前 8h 连续观察蝌蚪行为反应 ,以
后每隔 12h 记录死亡数次.
  LC50计算采用点斜法 [1 ] .
3  实验结果
3 . 1  中毒症状
  高浓度组中 ,蝌蚪放入即表现不安 ,剧
烈游动 ,体表很快出现粘液 ,肛门有粪便排
出 ,粪便呈长条状 ,几小时后反应迟钝 ,停
止游动 ,逐渐失去平衡 ,躺卧皿底 ,最后死
亡. 死亡个体尾梢上翘呈脱水状. 低浓度组
一旦中毒 ,症状相似 ,只是时间较迟.
3 . 2  浓度 - 死亡率关系
  在不同 Cu2 + 浓度和温度条件下 ,96h
内的死亡率列于表 1. 从表 1 可以看到 ,在
第一天内 ,只有浓度达到 6. 3mg·L - 1的组
才有蝌蚪死亡 ,在第二天以后 ,浓度为4. 0
mg·L - 1的各温度组也有蝌蚪死亡 ,而浓度
为 2. 5 和 1. 6mg·L - 1的组中 ,只有温度
24 ℃的组开始有蝌蚪的死亡 ,到第三天以
后 ,浓度为 2. 5mg·L - 1 ,温度为 18 ℃的组
蝌蚪也开始死亡 ,第四天则浓度为 1. 6 mg
·L - 1 ,温度为 18 ℃的组蝌蚪开始死亡 , 而
1mg·L - 1组始终未见蝌蚪死亡. 方差分析
表明 ,随着 Cu2 + 浓度的增加 ,死亡率上升
的差异显著 ( P < 0. 05) ; 9~13 ℃条件下 ,
2. 5mg·L - 1浓度组死亡率和对照组无显著
差异 ( P > 0. 05) ,而4. 0mg·L - 1组则差异显
著 ( P < 0. 05) ,可见 ,该温度条件下 Cu2 +对
中国林蛙 96h 内的致死阈浓度为4. 0mg·
L - 1 ,而无致死浓度为 2. 5mg·L - 1 . 同理可
知 18 和 24 ℃条件下的致死阈浓度分别为
2. 5 和 1. 6mg·L - 1 ,无致死浓度则分别为
1. 6 和 1. 0mg·L - 1 .
表 1  不同水温条件下中国林蛙蝌蝌的累计死亡率
Table 1 Accumulative death rate of Rana chensinensis tad2
pole under different water temperature
Cu2 +浓度
Concentration
(mg·L - 1)
温 度
Temperature
( ℃)
累积死亡率 ( %)
Accumulative death rate
24h 48h 72h 96h
10. 0 9~13 50 70 100 100
18 80 90 90 100
24 60 90 90 100
6. 3 9~13 10 10 60 70
18 20 30 40 50
24 50 70 80 90
4. 0 9~13 0 10 10 20
18 0 10 10 30
24 0 30 60 60
2. 5 9~13 0 0 0 10
18 0 0 10 20
24 0 20 30 30
1. 6 9~13 0 0 0 0
18 0 0 0 10
24 0 10 20 20
1. 0 9~13 0 0 0 0
18 0 0 0 0
24 0 0 0 0
3 . 3  不同温度条件下 Cu2 + 对蝌蚪的毒性
  Cu2 + 对中国林蛙蝌蚪 24、48、72、96h
的 LC50及其他参数值列于表 2. 从表 2 可
以看到 , 24 ℃条件下 ,对 10d 蝌蚪的 24、
48、72、96h 的 LC50 分别是 7. 94、4. 62、
3. 31和 2. 99mg·L - 1 ,在 18 ℃下则为8. 13、
7. 00、6. 38 和 3. 80mg·L - 1 ,在 9~13 ℃的
室温下分别为 9. 61、8. 61、5. 50 和 5. 01mg
·L - 1 . t 检验表明 ,在致毒时间为 24、48 和
96h 的条件下 ,Cu2 + 对蝌蚪的毒性基本上
随温度升高而增加. 尽管 3 个温度的梯度
013 应  用  生  态  学  报               9 卷
基本一致 ,但它们对 Cu2 + 毒性的影响却又
因致毒时间的不同而表现出不同的特点.
在第一天 ,18 ℃和 24 ℃下的毒性无明显差
异 ( P > 0. 05) ,而比 9~13 ℃条件下高得多
( P < 0. 05) ;在第二、四天 ,3 个温度两两间
的毒性差异显著 ( P < 0. 05) ,差距较接近.
在第三天 ,Cu2 + 的毒性在 18 ℃时却比 9~
13 ℃条件下更小 ,可能与气温的变化有关
系. 在同一温度下 ,随着中毒时间的延长 ,
Cu2 + 对蝌蚪的毒性也呈上升趋势 ,但在不
同的温度条件下 ,其毒性增加的特点又有
所不同. 在 24 ℃条件下 ,第一天和以后 3d
的差距较大 ( P < 0. 05) ,而后 3d 间的差距
较小 ( P > 0. 05) ,并且随着时间推移 ,LC50
的差距有逐渐缩小的趋势. 在 18 ℃条件
下 ,却是前 3d 与第四天的毒性差距最大 ,
第二天和第三天的差距最小. 在 9~13 ℃
的室温条件下 ,又有与 24 ℃和 18 ℃不同的
特点 ,是第一天和第二天 LC50较接近 ,第
三、四天较接近 ,而第二、三天差距最大. 这
些特点表明 ,在不同的温度和致毒时间条
件下 ,蝌蚪对 Cu2 + 的中毒反应各不相同.
表 2  不同温度条件下 Cu2 +对中国林蛙蝌蚪毒性参量值 3
Table 2 Toxicity parameter value of Cu2 + to Rana chensinensis tadpole under different temperature
时 间
Time
(h)
参 数
Parameter
不同温度条件下的参数值 Parameter value under different temperature
24 ℃ 18 ℃ 9~12 ℃
24 LC50 ±L 95 (mg·L - 1) 7. 94 ±1. 67 8. 13 ±1. 3 9. 61 ±1. 69
b ±Sb 2. 317 ±0. 999 2. 178 ±1. 238 1. 467 ±1. 201
a 2. 915 3. 018 3. 559
48 LC50 ±L 95 (mg·L - 1) 4. 62 ±1. 21 7. 00 ±1. 32 8. 61 ±1. 62
b ±Sb 2. 978 ±0. 803 2. 978 ±1. 122 2. 133 ±1. 121
a 3. 019 2. 483 3. 005
72 LC50 ±L 95 (mg·L - 1) 3. 31 ±0. 97 6. 38 ±1. 37 5. 50 ±1. 07
b ±Sb 2. 783 ±0. 718 2. 750 ±0. 980 3. 405 ±1. 080
a 3. 553 2. 786 4. 219
96 LC50 ±L 95 (mg·L - 1) 2. 99 ±1. 026 3. 80 ±0. 96 5. 01 ±1. 02
b ±Sb 3. 405 ±0. 613 3. 067 ±0. 831 3. 800 ±1. 032
a 3. 383 3. 221 2. 3403 LC50 :半致死浓度 ,L95 :LC50的平均可信限值 ,b :回归方程斜率 ,Sb :为 b 的标准误 ,a :回归方程的截距 ,回归方程为
Y r = bx + a ,其中 Y r 为死亡率对应的机率单位 , x 为药物浓度对数值.
3 . 4  Cu2 + 对 20 日龄蝌蚪的毒性
  从表 3 可见 ,在 18 ℃条件下 ,Cu2 + 对
20 日龄蝌蚪 24、48、72、96h 的 LC50分别是
6. 62、4. 03、2. 92 和 2. 17mg·L - 1 . 同表 2
相比 ,相同温度条件下 Cu2 + 对 20 日龄蝌
蚪的毒性明显强于 10 日龄蝌蚪 ,并且表现
出两头差异小 ,中间差异大的特点 ,即在致
毒的第一、四天二者毒性差异小 ,而第二、
表 3  18 ℃条件下 Cu2 +对 20 日龄中国林蛙蝌蚪的毒性
Table 3 Toxicity of Cu2 + to 20d Rana chensinensis tadpole at 18 ℃
参 数
Parameter
中毒时间 Poisoning time (h)
24 48 72 96
LC50 ±L 95 (mg·L - 1) 6. 62 ±2. 45 4. 03 ±1. 45 2. 92 ±0. 98 2. 17 ±0. 67
b ±Sb 1. 456 ±0. 427 1. 672 ±0. 439 1. 615 ±0. 472 2. 100 ±0. 509
a 3. 805 3. 987 4. 219 4. 295
三天差异大.
4  讨   论
4 . 1  温度及其他因子对药物毒性的影响
  温度升高时 ,可以促进药剂的穿透作
用[3 ] ,会造成毒物毒性的增加. 本文的研
究结果也证实了这一点. 但也可以看到 ,温
度与毒性之间并不是简单的线性关系 ,
Beament [3 ]对美洲菲蠊成虫及幼虫的研究
也证实了这一点 ,并且他认为存在一个关
键温度 ,表明毒物对机体的致毒作用不是
单一因子决定的. 现代毒理学认为 ,毒物的
1133 期           王寿兵等 :Cu 对中国林蛙蝌蚪的急性毒性     
毒作用是毒物与机体在一定条件下相互作
用的结果. 实际上 ,影响毒物毒性的因素很
多 ,除动物种属品系、遗传特性、性别、年
龄、营养及疾病状态等机体内因外 ,水体的
一些理化特性 (如水温、溶氧、酸碱度、硬度
等)均会影响某一毒物的毒性. 因此 ,要对
毒性进行比较或由一种动物的实验结果外
推到另一动物比较困难. 只有在全面评价
上述因素的基础上在实验中予以控制 ,才
能更好地为确定安全限值提供可靠的依
据.
4 . 2  CuSO4·5H2O 能否用于中国林蛙蝌
蚪寄生虫病的治疗
  在生产实践中 ,用于治疗各类寄生虫
病的 CuSO4·5H2O 浓度全池遍洒时为0. 7
mg·L - 1 ,浸洗时为 7mg·L - 1 [8 ] ,用 Cu2 +表
示则分别为 0. 18 和 1. 8mg·L - 1 . 从研究
结果看 ,在所有求得的 LC50 中 ,以 20 日
龄 ,24 ℃时最小 ,为 2. 17 ±0. 67mg·L - 1 .
利用公式安全浓度 = 96hLC50 ×0. 1 算得
中国林蛙蝌蚪最小的安全浓度为 0. 15~
0. 28mg·L - 1 ,由于洒到水体中的 CuSO4·
5H2O 还会受到水生植物、水底淤泥和有
机悬浮物的吸附作用 ,所以在 24 ℃以下水
温 ,用 0. 7mg·L - 1的 CuSO4·5H2O 遍洒治
疗中国林蛙蝌蚪寄生虫病是可行的. 根据
水产中的经验 ,用药液浸洗治病的关键在
于浸洗时间的把握 ,用 7mg·L - 1浓度的
CuSO4·5H2O 对蝌蚪进行药浴实验 ,结果
表明 ,在 18 ℃条件下 ,浸洗 30min 未见明
显中毒症状 ,放入清水后生长也良好 ,说明
用 7mg·L - 1 CuSO4·5H2O 浸洗除病是可
行的. 一般药浴浸洗时密度较高 ,操作不慎
会因蝌蚪缺氧而大量死亡 ,所以应根据蝌
蚪的行为反应严格掌握时间.
4 . 3  Cu2 + 对不同日龄蝌蚪的毒性差异
  实验结果表明 ,Cu2 + 对 20 日龄蝌蚪
的毒性反而明显强于 10 日龄蝌蚪 ,这与常
见水生生物所表现出的规律有所不同 ,这
是因为无尾两栖类与一般水生生物的本质
不同 ,还是因为实验条件的差异 (如单位容
器中蝌蚪的重量不同)造成的 ,还需要进一
步探讨.
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