阿维菌素和铜对蚯蚓急性毒性效应的研究

摘要 以赤子爱胜蚯蚓为研究对象，采用自然土壤法研究阿维菌素、铜对蚯蚓单一及复合污染的毒性效应。结果表明：阿维菌素、铜对蚯蚓均具有毒性，毒性大小顺序为阿维菌素>铜。复合毒性以毒性比1∶1与浓度比1∶1进行联合毒性评价，发现阿维菌素、铜毒性比1∶1与浓度比1∶1混合体系的联合作用均表明为拮抗作用。

关键词 蚯蚓；阿维菌素；铜；单一毒性；复合毒性

中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）02-0271-01

农药在农业现代化发展进程中、在提高农业经济效益等方面起着无可替代的作用，但农药利用率只有10%～20%[1]，其余的都直接或间接进入农作物、土壤中，加上长期不科学使用农药，导致的土壤环境污染问题已严重威胁到人类健康并引起了人们的广泛关注。土壤是环境的重要组成部分，承担着环境中大约90%来自各方面的污染物质[2]，大量的农药及重金属污染物通过各种途径进入土壤，因此，农药与重金属的复合污染对土壤生态系统的破坏作用已引起人们的极大关注，已成为研究热点。

蚯蚓作为土壤中重要的生物，对保持土壤结构、维护土壤生态平衡具有十分重要的意义，当土壤被各种污染物污染后，必将对蚯蚓的生存环境造成严重影响。因此，蚯蚓被作为诊断土壤环境污染的指示生物已被广泛应用。阿维菌素作为常用的杀虫、杀螨剂且对捕食性昆虫和寄生性天敌杀伤力小的特点，在台州地区被广泛用于果园及大田作物害虫及螨类防治。另一种含铜制剂的波尔多液在台州地区防治柑桔疮痂病已有很长的历史，每年使用1～2次，单正军等[3]对浙江黄岩桔园土壤铜含量进行测定，其平均值为141.9 mg/kg，有45.5%的样本超过土壤铜二级环境标准150 mg/kg的水平。铜广泛用于电镀、电子、军工等行业，近年来随着台州地区废旧金属回收业、电镀业和加工业的发展造成土壤严重污染，王世纪等[4]对路桥区的土壤重金属污染现状进行了评价，认为表土层重金属污染以镉、铜、铅、锌为主，杨祥田等[5]对温岭泽国镇某村进行调查，土壤中铜含量为36.38～256.33 mg/kg，平均含量为91.05 mg/kg。为了正确评价阿维菌素与铜对环境的复合污染，以赤子爱胜蚯蚓为研究对象，采用自然土壤法研究阿维菌素与铜的单一毒性与复合毒性，以为相关的环境安全性评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验动物。本试验采用的动物为赤子爱胜蚯蚓，由浙江省农业科学研究院提供。试验前预培养一段时间，试验挑选体重在300～400 mg之间的环带明显、大小基本一致的健康蚯蚓作为研究对象。

1.1.2 试验药剂。99% CuSO4・5H2O，市售（天津市北辰方正试剂厂）；1.8%阿维菌素，市售（河北志诚生物化工有限公司）。

1.1.3 试验土壤。土壤采自学校附近村庄柑桔园0～20 cm表土层，在阴凉处自然风干，粉碎，过30目筛，调节含水量至35%，pH值调至6.0。

1.2 试验方法

本试验采用自然土壤试验法进行，正式试验前进行预备试验，以确定单一污染物试验浓度的设计范围，根据预试验结果，设置成6个浓度梯度进行毒性试验，阿维菌素（有效成份）的浓度梯度为10、20、30、40、50、60 mg a.i./kg；铜的浓度梯度为60、90、120、150、180、210 mg a.i./kg。阿维菌素与铜复合污染以毒性比1∶1和浓度比1∶1进行联合毒性评价，混合体系以毒性比1∶1进行浓度设置分别为60、36、21.6、12.96、7.776、4.665 6 mg a.i./kg和300、180、108、68.4、38.8、23.38 mg a.i./kg。混合体系以浓度比1∶1进行浓度设置分别为80、48、28.8、17.28、10.36、6.22mg a.i./kg。

将各处理按不同浓度配制好的土壤装入500 mL玻璃烧杯中，再向每个烧杯中放入10条经未污染土壤饲养24 h的蚯蚓，作为1个重复，每个浓度设置3个重复，并设置对照组。用保鲜膜封住玻璃瓶口，再用解剖针在封口薄膜上扎孔，然后置于（20±2）℃的恒温培养箱中连续光照培养。试验分别于第7、14天各检查1次，记录死亡数、中毒症状，蚯蚓对针刺无反应视为死亡。

1.3 统计分析

试验统计用DPS数据处理软件处理试验污染物对蚯蚓的LC50值及其95%置信限。联合毒性评价方法利用Marking 1977年提出的相加指数法，当AI=0时，为相加作用；当AI0时，为协同作用。

2 结果与分析

2.1 单一污染物对蚯蚓的毒性

由表1可知，阿维菌素、铜单一存在时，均对赤子爱胜蚓产生毒性。以单一污染物LC50大小为评判标准，2种污染物毒性大小顺序为阿维菌素>铜。在试验过程中，发现阿维菌素的中毒症状表现明显，蚯蚓死亡后的腐烂程度较重。铜毒性比较低可能与蚯蚓对重金属铜有一定的忍耐能力有关。

2.2 复合污染物对蚯蚓的毒性

由表2可知，毒性比1∶1混合体系中7、14 d联合毒性呈拮抗作用（AI值分别为-0.44与-0.20）；浓度比1∶1混合体系中7、14 d联合毒性也呈拮抗作用（AI值分别为-0.62与 -0.18）。由此可知，无论毒性比1∶1还是浓度比1∶1都表明其联合毒性为拮抗作用。

3 结论与讨论

污染物单一毒性试验表明，2种污染物对土壤动物蚯蚓都具有潜在的毒性效应，毒性大小顺序为阿维菌素>铜，阿维菌素7、14 d的半致死浓度分别为30.28、26.53 mg a.i./kg；铜7、14 d的半致死浓度分别为143.8、132.6 mg a.i./kg，铜LC50是阿维菌素的5倍。

复合污染物毒性试验表明，以毒性比1∶1混合时，阿维菌素、铜的复合污染对蚯蚓的毒性存在明显的拮抗作用，其中阿维菌素7、14 d的半致死浓度分别为21.59、15.37 mg a.i./kg；铜7、14 d的半致死浓度分别为105.8、82.7 mg a.i./kg；以浓度比1∶1混合时，阿维菌素7 d的半致死浓度为40.58 mg a.i./kg；14 d的半致死浓度为26.29 mg a.i./kg，同样表明阿维菌素、铜的复合污染对蚯蚓的毒性存在着拮抗作用，因此，不论混合体系是毒性比1∶1还是浓度比1∶1，其联合毒性均显示拮抗作用[6]。

4 参考文献

[1] 李顺鹏，蒋建东.农药污染土壤的微生物修复研究进展[J].土壤，2004，36（6）：577-583.

[2] 贾秀英，李喜梅，杨亚琴，等.Cu、Cr（Ⅵ）复合污染对蚯蚓急性毒性效应的研究[J].农业环境科学学报，2005，24（1）：31-34.

[3] 单正军，王连生，蔡道基，等.果园土壤铜污染状况及其对作物生长的影响[J].农业环境保护，2002，21（2）：119-121.

[4] 王世纪，简中华，罗杰.浙江省台州市路桥区土壤重金属污染特征及防治对策[J].地球与环境，2006，34（1）：35-42.

[5] 杨祥田，周翠，何贤彪.台州废旧电器拆解业周边土壤重金属的污染现状与对策[J].浙江农业科学，2013（5）：590-592.

[6] 骆永明.污染土壤修复技术研究现状与趋势[J].化学进展， 2009（2）：558.