阿維菌素對土壤生物的生態(tài)毒理效應(yīng)及生態(tài)風(fēng)險評價研究.pdf

1、本研究以國際上關(guān)注的熱點(diǎn)問題—獸藥殘留對環(huán)境生物的潛在毒性為切入點(diǎn)，以畜牧業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的抗寄生蟲藥物阿維菌素(AvermectinBla)為主要研究對象，應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)、生物化學(xué)、微宇宙和種群關(guān)系的研究與分析方法，從分子、細(xì)胞、個體和種群4個水平上研究了阿維菌素對3種土壤動物蚯蚓(Eseniafetida)、跳蟲(Folsomiafimetaria)、線蚓(Enchytraeuscryptius)及土壤微生物的生態(tài)毒理效應(yīng)，篩選出了

2、敏感而穩(wěn)定的蚯蚓生物指示物(Biomarkers)，并根據(jù)獲得的系列生態(tài)毒理數(shù)據(jù)，構(gòu)建了評價藥物生態(tài)風(fēng)險的方法，為建立我國的獸藥生態(tài)風(fēng)險評價體系和為獸藥使用的環(huán)境安全提供了依據(jù)。 本研究的主要結(jié)論如下：1)蚯蚓的急性毒性試驗(yàn)：選用國際標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(OECD，1984)蚓種赤子愛勝蚓(Eseniafetida)，比較了阿維菌素和安普霉素、磺胺二甲基嘧啶2種獸藥抗生素在2種暴露系統(tǒng)下蚯蚓的急性毒性和敏感性。結(jié)果表明：用濾紙法、人工土

3、壤法測得的阿維菌素對蚯蚓的半數(shù)致死濃度(LC50)分別是8.19ug/cm2、15.2mg/kg。濾紙接觸法測得的安普霉素、磺胺二甲基嘧啶對蚯蚓的LC50分別大于10ug/cm2和大于15ug/cm2。人工土壤法測得的安普霉素和磺胺二甲基嘧啶14天的LC50均大于5000mg/kg。3種測試藥物對蚯蚓急性毒性由高到低排列為：阿維菌素＞安普霉素＞磺胺二甲基嘧啶。以農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)來判定，阿維菌素對蚯蚓的急性毒性屬于低毒。但相對而言，阿維菌素對蚯

4、蚓的繁殖毒性較大。 2)3種藥物對土壤微生物影響的比較研究結(jié)果表明：阿維菌素對土壤微生物呼吸的影響與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。在有機(jī)質(zhì)含量高(61.36g/kg)的土壤中，藥物能刺激微生物的呼吸；在低有機(jī)質(zhì)含量(29.94g/kg)的土壤中則對土壤微生物呼吸有抑制作用，3種獸藥表現(xiàn)出同樣的規(guī)律。阿維菌素對土壤中的細(xì)菌的生長有一定的抑制作用，對真菌的作用因土質(zhì)而異。安普霉素、磺胺二甲基嘧啶對土壤中的細(xì)菌的生長均有抑制作用，這2種藥物對真

5、菌的影響也表現(xiàn)出明顯的地域差異。土壤微生物對藥物敏感性的大小順序?yàn)椋喊财彰顾兀净前范谆奏ぃ景⒕S菌素。 3)土壤中不同無脊椎動物對阿維菌素的敏感性研究結(jié)果顯示：阿維菌素對跳蟲、線蚓的生存有明顯的影響(P＜O.05)，其LOEC值分別為1mg/kg和150mg/kg，而對蚯蚓的生存沒有影響。阿維菌素能抑制蚯蚓的生長發(fā)育，其LOEC值為0.5mg/kg。阿維菌素對跳蟲、線蚓、蚯蚓的繁殖具有明顯的抑制作用(P＜0.05)，其LOEC

6、值分別為0.25mg/kg、25mg/kg和0.25mg/kg，并顯示了明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。跳蟲對阿維菌素最敏感，蚯蚓次之，線蚓對阿維菌素的耐受性最高。 4)選擇4種生物標(biāo)志物研究了阿維菌素脅迫對蚯蚓分子和細(xì)胞水平的影響。結(jié)果顯示：阿維菌素對蚯蚓體內(nèi)乙酰膽堿酯酶(AchE)的活力有抑制作用，對谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)的活力在染毒的初期有明顯的激活作用(P＜0.05)。阿維菌素脅迫對SOD的活力沒有表現(xiàn)出規(guī)律性的變化。AchE

7、和GST活力變化可用于定性反映土壤中阿維菌素的污染狀況。阿維菌素明顯減少蚯蚓溶酶體膜中性紅保持時間(NRR-time)(P＜0.05)，NRR-time與土壤中阿維菌素濃度有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。蚯蚓溶酶體中性紅染色時間與蚯蚓繁殖指標(biāo)間有高度相關(guān)性(r2=0.9209)，因此，蚯蚓NRR-time可以作為藥物對蚯蚓種群影響進(jìn)行早期預(yù)警的敏感生物指示物。 5)在國內(nèi)首次研究了阿維菌素對捕食者—獵物系統(tǒng)中種群動態(tài)的影響。選取革螨和跳

8、蟲構(gòu)成捕食者—獵物系統(tǒng)，研究在阿維菌素脅迫下，對不同種群數(shù)量動態(tài)及關(guān)系的變化。應(yīng)用構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型(y=aekx)，分析了種群變化與藥物的關(guān)系。結(jié)果表明：獵物種群數(shù)量的變化主要與阿維菌素的直接毒性有關(guān)，同時捕食者的捕獲對其種群的變化也有影響。而捕食者種群數(shù)量的變化，主要與獵物數(shù)量減少引起的食物短缺有關(guān)，與藥物的直接毒性無關(guān)。 6)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)測得的阿維菌素對土壤無脊椎動物的生態(tài)毒理數(shù)據(jù)，參考化學(xué)物質(zhì)生態(tài)風(fēng)險評價的方法和程序，構(gòu)建了阿維