氟啶虫酰胺对3种水生生物的急性毒性
作者: 罗泽伟 孔玄庆 雷琪 朱雄梅 金晨钟
摘要 [目的]了解氟啶虫酰胺对3种水生生物的毒性风险。[方法] 在实验室条件下,以斜生栅藻、大型溞和斑马鱼为研究对象,参照《化学农药环境安全评价试验准则》和OECD化学物质对水生生物毒性试验方法,研究氟啶虫酰胺对斜生栅藻、大型溞和斑马鱼的急性毒性。[结果] 氟啶虫酰胺对斜生栅藻的48 h-E yC 50为77.28 mg/L,72 h-E yC 50为60.16 mg/L,对大型溞的24 h-EC 50为30.04 mg/L,48 h-EC 50为25.27 mg/L,对斑马鱼的48 h-LC 50为91.07 mg/L,72 h-LC 50为73.91 mg/L,96 h-LC 50为73.91 mg/L。根据毒性等级划分标准,氟啶虫酰胺对斜生栅藻、大型溞和斑马鱼的毒性等级均为低毒。[结论] 氟啶虫酰胺对水生生物毒性较低,使用安全。
关键词 氟啶虫酰胺;斜生栅藻;大型溞;斑马鱼;急性毒性
中图分类号 S 482.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2022)17-0124-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.17.031
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Acute Toxicity of Fludinamide to Three Aquatic Organisms
LUO Ze-wei KONG Xuan-qing2,3,LEI Qi1 et al
(1.Collaborative Innovation Center of Farmland Weed Control Technology and Application,Hunan University of Humanities and Science,Loudi,Hunan 417000;2.National Engineering Research Center for Agrochemicals/Hunan Provincial Key Laboratory of Agrochemicals, Hunan Research Institute of Chemical Industry, Changsha,Hunan 410014;
3.Hunan Research Institute of Chemical Industry Testing Technology Co., Ltd., Changsha,Hunan 410014)
Abstract [Objective]To understand the toxicity risk of flonicamid to three kinds of aquatic organisms.[Method] Under laboratory conditions, Scenedesmus obliquus,Daphnia magna and Brachydonio rerio were taken as the research objects,and the acute toxicity of flonicamid to them was studied with reference to the Test Guidelines on Environmental Safety Assessment of Chemical Pesticides and the OECD test method for aquatic biological toxicity.[Result]48 h-E yC 50 was 77.28 mg/L,72 h-E yC 50 was 60.16 mg/L for Scenedesmus obliquus, 24 h-EC 50 was 30.04 mg/L,48 h-EC 50 was 25.27 mg/L for Daphnia magna, 48 h-LC 50 was 91.07 mg/L,72 h-LC 50 was 73.91 mg/L,96 h-LC 50 was 73.91 mg/L for Brachydonio rerio. According to the classification criteria of toxicity levels,the toxicity levels of flonicamid to Scenedesmus obliquus,Daphnia magna and Brachydonio rerio were determined to be low.[Conclusion]Flonicamid has low toxicity to aquatic organisms and is safe to use.
Key words Flonicamid; Scenedesmus obliquus;Daphnia magna;Brachydonio rerio; Acute toxicity
氟啶虫酰胺是一种吡啶酰胺类昆虫生长调节剂类杀虫剂,能够高效防治作物上的刺吸式口器害虫,氟啶虫酰胺对蚜虫类防治最为高效[1]。氟啶虫酰胺因其特殊的作用机理,与其他杀虫剂没有交互抗性,良好的防治效果,在我国销量和使用量日益剧增。
目前关于氟啶虫酰胺的研究主要集中在蚜虫的防效[2-4],高德良等[5]在施用10%氟啶虫酰胺水分散粒剂14 d后,20、40、60 mg/L处理组的防效分别为94.2%、98.4%、99.2%。赵娟娟等[6]施用30%氟啶虫酰胺和20%啶虫脒复配后对苹果树绣线菊蚜的防治效果在药后第3天和第10天高达99.7%、98.36%。但关于氟啶虫酰胺对环境生物的影响较少。据报道[7],氟啶虫酰胺对蜜蜂的毒性为低毒,对蜜蜂经口和接触毒性的48 h-LD 50值均>100 μg/蜂。闫浩浩等[8]比较了不同剂型氟啶虫酰胺对家蚕的急性毒性,98%氟啶虫酰胺原药、10%氟啶虫酰胺水分散粒剂、10%氟啶虫酰胺悬浮剂和 8%氟啶虫酰胺可分散油悬浮剂对家蚕为低毒,氟啶虫酰胺与呋虫胺和氟啶虫酰胺与联苯菊酯的复配制剂分别为高毒和剧毒。目前关于氟啶虫酰胺对水生生物的毒性研究鲜见报道,故开展氟啶虫酰胺对水生生物毒性的研究,评价氟啶虫酰胺对水生生物的危害具有重大意义。
笔者以氟啶虫酰胺为试验药剂,参照《化学农药环境安全评价试验准则》[9]和OECD[10]化学物质对水生生物毒性试验方法,研究氟啶虫酰胺对斜生栅藻、大型溞和斑马鱼的急性毒性,旨在为氟啶虫酰胺的水生生态环境风险评估提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 试验生物
斜生栅藻( Scenedesmus obliquus), 引种于中国科学院水生生物研究所淡水藻种库。在温度(23±1) ℃、光周期16 h∶8 h(L∶D)的培养条件下使用水生4号培养基对斜生栅藻转接3次后,选择培养72 h的斜生栅藻用于试验。
大型溞( Daphnia magna ),引种于中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所。在(22±1) ℃、光周期16 h∶8 h(L∶D)的培养条件下培养3代以上,选择出生时间6~24 h、活泼健康的幼溞进行试验。
斑马鱼( Brachydonio rerio ),购于长沙市徐记水族馆。在(24±1)℃、光周期16 h∶8 h(L∶D)的培养条件下培养8 d,驯养期间每天喂食2次。试验前24 h停止喂食,试验期间不喂食,选择活泼健康的斑马鱼进行试验。
1.2 试验药剂和仪器
主要试剂:氟啶虫酰胺,青岛东生药业有限公司提供;甲醇(色谱纯)、丙酮(分析纯),购于国药集团化学试剂有限公司;水生4号培养基和ISO标准稀释水,实验室配制,现配现用。
主要仪器:LC-20A型高效液相色谱仪带二极管阵列检测器和化学工作站(日本岛津公司)、AUY220型电子天平 (日本岛津公司)、烧杯、容量瓶等。
1.3 试验条件 试验条件与斜生栅藻、大型溞和斑马鱼的培养条件基本相同,光照/黑暗时间比为16 h∶8 h(L∶D),培养和试验环境温度控制在22~24 ℃。
1.4 试验方法
1.4.1 氟啶虫酰胺对斜生栅藻的急性毒性试验。
参照《化学农药环境安全评价试验准则 第14部分:藻类生长抑制试验》[9],根据预试验结果,以水生4号培养液为稀释液设置氟啶虫酰胺浓度依次为39.00、50.70、65.91、85.68、111.39 mg/L,接种藻液后,藻细胞初始浓度为1.00×104个/mL,同时每个处理设置3个重复并设置空白对照。试验开始后,采用血球计数板计数藻细胞浓度,在第0、24、48、72 h记录各处理组藻细胞生长抑制情况。
1.4.2 氟啶虫酰胺对大型溞的急性毒性试验。
参照《化学农药环境安全评价试验准则 第13部分:溞类急性活动抑制试验》[11],根据预试验结果,以ISO标准稀释水设置氟啶虫酰胺浓度依次为19.29、23.15、27.78、33.33、40.00 mg/L,每个处理重复3次,并设置空白对照组,每个处理放置10只幼溞。试验开始后,在第24、48 h观察并记录大型溞的生长情况。
1.4.3 氟啶虫酰胺对斑马鱼的急性毒性试验。
参照《化学农药环境安全评价试验准则 第12部分:鱼类急性毒性试验》[12],根据预试验结果,以去氯处理24 h以上曝气自来水设置氟啶虫酰胺浓度依次为50.0、60.0、72.0、86.4、103.7 mg/L,同时设置空白对照,不设重复,每次缸内放置10条健康活泼的斑马鱼。试验开始后,在第24、48、72和96 h观察并记录斑马鱼生长情况,并及时清理死鱼。
1.5 药液浓度质量检测
为获得更准确可靠的试验结果,参照马明等[13]方法并稍作改动。
UPLC检测条件:高效液相色谱仪(岛津-LC-20AT型,带紫外检测器和 LC solution 化学工作站)。色谱柱,C 18柱,250 mm×4.6 mm (i.d)不锈钢柱,5 μm;流动相,乙腈-水 (50/50, V/V) ;流速,1.0 mL/min;检测波长,265 nm;柱温,40 ℃;进样量,20 μL;保留时间,约3.9 min。
建立标准曲线:准确称取0.050 5 g氟啶虫酰胺标准品置于小烧杯,加少量乙腈溶解,转至100 mL容量瓶中,用乙腈冲洗烧杯多次并转至容量瓶中,再用乙腈定容至刻度,配制成500 mg/L标准溶液。然后乙腈稀释,配制成氟啶虫酰胺10、20、40、60、80、120 mg/L浓度的系列标准溶液,分别取上述系列标准溶液按照上述UPLC检测条件进行检测,每个浓度重复3次。
样品前处理:用玻璃棒搅均匀后静置3 min,取试验水样过0.45 μm滤膜,上机检测。斜生栅藻取样时间0、72 h,大型溞取样时间0、48 h,斑马鱼取样时间0、48、96 h。
添加回收:分别取浓度为500 mg/L的标准工作溶液6和22 mL,用试验用水分别定容至100 mL,使水体添加浓度分别为30和110 mg/L 2个添加水平,同时设不加药的空白对照。试验水样按照上述前处理方法进行处理,按照上述UPLC检测条件后检测,每个浓度重复5次,计算添加回收率。
1.6 数据分析 采用SPSS 16.0进行数据处理与分析,以初始浓度值计算氟啶虫酰胺对斜生栅藻、大型溞的半数抑制浓度(EC 50)和斑马鱼的半致死浓度(LC 50)。
2 结果与分析
2.1 受试物质量浓度分析
以浓度为横坐标( X),峰面积为纵坐标(Y) ,进行线性回归分析,得到标准曲线方程为 Y=19 027.56x-3 485.69(R2=0.999 9)。 斜生栅藻试验的添加回收率在93.05%~102.63%,相对标准偏差为2.76%和0.58%。大型溞试验的添加回收率在93.85%~100.48%,相对标准偏差为0.98%和2.81%。斑马鱼试验的添加回收率在89.87%~100.75%,相对标准偏差为1.55%和1.74%。试验周期内各组氟啶虫酰胺的质量浓度测定结果见表1。由表1可知,试验过程中浓度变化率未超过20%,符合该试验各验证内容的质量控制要求。