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氨氮对卡拉白鱼的急性毒性试验

更新时间:2009-03-28

卡拉白鱼属于鲤科,雅罗鱼亚科[1],一些学者将其称之为泥铂[2]。在国外卡拉白鱼处在濒临灭绝的边缘,作为野生鱼种它们的主要栖息地是在黑海、里海一带相连的水系。作为小型的经济鱼类,卡拉白鱼拥有较强的适应性,其自身的食性较为广泛,肉质极佳,味道尝起来非常鲜美。在国外有关卡拉白鱼的研究主要局限在野生卡拉白鱼的自然繁殖或者是其自身的食性等方面[1-2],此外还有少量文献对土耳其塔氏卡拉白鱼的氨、尿素的代谢过程进行了分析研究[3-4]。在近几十年中,科研人员不断地进行试验,不断地尝试,最终成功地驯化了卡拉白鱼,并且逐渐向国内引进,开始进行繁殖养殖等工作,同时在此基础上还对该鱼类的繁殖生理等鱼类学方面进行了科学的研究,值得一提的是当前还没有文章对水体当中氨氮元素含量对该鱼类的毒害作用进行详细介绍。作为水生生物的主要代谢产物,氨氮会伴随着水体的酸碱程度变换存在于水中的形式,离子氨或非离子氨两种形式,文章提到的对水生生物具有毒害作用的是非离子氨[5-6]。根据相关报道指出,水体中分子氨的含量过高将会直接损害鱼腮的表面细胞,从而对鱼类的免疫力造成严重影响,严重时会直接导致窒息死亡。本次试验中采用96 h急性毒性试验法,对水体中氨氮的安全浓度进行确定,为人工养殖卡拉白鱼提供了较为有力的理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

本次试验所用的卡拉白鱼由辽宁省淡水水产科学研究院沈阳试验基地提供。实验前一周将全部卡拉白鱼放在水槽中暂养,试验中所用的鱼在体型上需要大致相同,并且体表没有过任何损伤,总体生命特征正常。体重为(5.9±0.22) g,体长为 (6.0±0.35) cm。

将自来水经过除氯处理作为本次的实验用水,水质指标如下:水温(15±0.008)℃,pH(7.7±0.04)。使用容积为50 L的矩形白色透明塑料箱作为毒性试验容器,每个容器装20 L的试验液。

使用汕头市生产的分析纯氯化铵。

1.2 仪器与设备

电子天平(上天精密FA1004);pH计(雷磁PHB-4便携式pH计)。

1.3 方法

表2列出了卡拉白鱼在不同的氨氮浓度和不同的时间内的死亡情况。从中发现两个规律:一个是增加氨氮的浓度,卡拉白鱼的死亡率呈现出明显的上升趋势;另一个是同一浓度下对卡拉白鱼的毒性伴随着时间的延长而增加,除去第一组以及空白对照组的死亡率为零以外,其他8组当中都出现不同程度的死亡现象。

本实验严格遵照鱼类毒性试验中的静水式急性试验规范进行[7]。首先进行预实验操作,水中的溶氧量要保证充足,对其进行分组,将氯化铵进行稀释,浓度为50、100、200、300 mg/L四个梯度。测定水体pH值和温度,将试验用的卡拉白鱼随机在每个箱中放入10尾。持续观察96 h每个箱中已经死亡的鱼的数量,在死亡后对尸体进行及时的打捞。以实验结果为准,对24 h全部死亡的浓度以及96 h全部死亡的浓度进行确认。

对于各浓度梯度之间的平均死亡率的差异显著性进行核验,引用Duncan新复级差法。

1.3.2 试验设计

在预实验结束后,以此为基础得到了实验溶液的上下线浓度,将其进行9个梯度的等对数间距设置,同时增加一组空白对照,不加入氯化铵溶液。每组分别同时做3个平行。9个梯度具体浓度详见表1。

 

表1 氨氮对卡拉白鱼急性毒性试验浓度梯度

  

梯度 对照 1 2 3 4 5 6 7 8 9氨氮非离子氨0 0 100.00 1.55 112.20 1.73 125.89 1.79 141.25 2.03 158.49 2.10 177.83 2.36 199.53 2.49 223.87 2.73 251.19 2.95

由表3可知,在pH值为(7.7±0.04),水温为(15±0.1)℃的条件下,氨氮对卡拉白鱼的24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为181.39、161.40、149.19、136.85 mg/L,安全质量浓度为13.685 mg/L;非离子氨对卡拉白鱼的24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为2.36、2.17、2.06、1.94 mg/L,安全质量浓度为0.194 mg/L。

1.4 试验数据处理

对实验数据进行处理,采用SPSS17.0的软件,引入概率单位回归算法推算出上述四个时间节点时的半数致死质量浓度以及相关的95%可信区间[8],安全质量浓度(SC)采用下列公式求得:

 

离子氨浓度加上非离子氨浓度等于水中氨氮浓度。一般情况下同时推算氨氮和非离子氨的半数致死质量浓度。由于水体中的离子氨与非离子氨比例和水体的酸碱程度和水温有很大关系,得出以下换算公式[10]

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2 结果

2.1 氨氮对卡拉白鱼的急性毒性试验

1.3.1 预备试验

观察表2的结果,使用SPSS17.0对卡拉白鱼的死亡率进行概率回归分析,绘制出浓度对数与死亡率变化之间的函数关系图(图1),得出回归方程,结果见表3。

实验组和对照组都需要在患者月经流净后的3d后使用,并口服到下一次月经来的前3d。所有患者服药期间需要进行避孕[3]。

每组放20尾卡拉白鱼。在实验前的48 h就停止喂食工作,对水环境中的污渍进行清理排出。每隔24 h就需要进行一次实验液体的更换,这样才能够保证实验液体的质量浓度始终维持在试验要求的浓度范围之内,对于死亡个体也要进行及时的打捞。实验中对箱体中鱼的活动情况以及死亡状况进行实时记录,并且在24、48、72、96 h这些时间节点记录下箱体中鱼的死亡数量。

非离子氨浓度=总氨氮浓度/[10(pKa-pH) +1]式中:pKa=0.090 18+2 729.92/T;pKa为离解常数,T为热力学温度(T=273+t℃)

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(4)对决策树进行剪枝并提取规则加入知识库。当决策树创建时,由于数据中的噪声和孤立点,许多分枝反映的是训练集中的异常,即训练过度。为了使得到的决策树所蕴含的规则具有普遍意义,须对决策树进行剪枝。剪枝的技术包括预剪枝、后剪枝及其他方法。

对9组的死亡率做多重比较(见表4),并且按照差异显著性,能够发现卡拉白鱼在四个时间节点上能够较为敏感的感知出的质量浓度变化的范围如 下 : 1.79~2.95、 1.79~2.95、 1.79~2.95、1.55~2.95 mg/L。

2.2 卡拉白鱼中毒症状

在实验刚开始的阶段,低浓度的氨氮浓度溶液中卡拉白鱼能够正常的活动,其生活状态大致和空白对照组相差无几,但是高浓度组当中的卡拉白鱼出现强烈的中毒反应,在箱体中不断地游动。6 h后,低浓度中的卡拉白鱼仍然正常活动,但是高浓度组中的卡拉白鱼活动出现异常,体现在游动紊乱,时而浮起时而下沉。随着时间延长出现仰浮,呼吸微弱,游动迟缓,麻痹无力,痉挛、身体失衡侧卧。体色变浅,在受到外界环境的刺激后出现反应迟钝的现象,最终沉至箱底死亡。

 

表2 氨氮对卡拉白鱼的急性毒性试验结果

  

注:“—”表示鱼全部死亡。

 

组别 死亡数/尾24 h 48 h 72 h 96 h第9组 ——— —— —— —第8组 18 20 19 19 20 20 19 20 20— —第7组 9 11 10 18 19 18 19 19 19— —第6组 1019 17 18第5组8 9 16 14 15 18 14 16 18 17 17第4组5 6 5 9 13 10 10 15 13 18 12 16第3组3 0 2 3 2 2 11 11 11 1 0 1 0 1 1 2 1 2 3 3 3第2组第1组对照组0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 2 2 3 0 0 0 0 0 0

3 讨论

养殖水体当中氨氮含量主要从如下几个途径中来:第一就是饲料的残存;其二就是水体缺氧,反硝化细菌对含氮有机物进行还原;其三就是鱼类等生物的粪便发生沉积作用[11]

近几年内,大量的学者对氨氮含量对于水生生物的毒性作用做了大量研究,提供了大量的理论支持。非离子氨对鲢鱼幼鱼24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为0.53、0.45、0.39、0.33 mg/L[12];氨氮对青鱼幼鱼的24、48、72、96h的半致死质量浓度分别为80.98、59.56、44.33、36.40 mg/L[13];非离子氨对白斑狗鱼的 24、48、72、96 h的半致死质量浓度分别为0.613、0.471、0.364、0.333 mg/L[14]。本实验结果与上述数据相比,说明卡拉白鱼对非离子氨的耐受性相对要高。卡拉白鱼拥有较为理想的环境适应能力。此外,这也说明水生生物种类不同,水体环境不同,对于水体中氨氮含量的耐受性也存在着显著地差异。

此次试验参数如下,水温(15±0.1)℃,pH值为(7.7±0.04),环境条件相对来说较为单一。并且水体中氨氮含量会伴随水体的温度[15]以及酸碱程度[16]出现变化,由于两种状态的氨含量也会发生变化,所以试验外部条件对实验结果有比较大的影响。

  

图1 氨氮浓度对数-卡拉白鱼死亡率变化趋势图

 

表3 氨氮对卡拉白鱼的半致死质量浓度(LC50)和安全质量浓度(SC)

  

注:Y为死亡率概率单位,x为浓度对数.

 

时间 回归方程 r:相关系数质量浓度 /(mg/L)氨氮 非离子氨LC50 SC LC50 SC 24 Y=-28.096+12.440x 0.968 181.39 13.685 2.36 0.194 48 Y=-35.118+15.906 x 0.949 161.40 2.17 72 Y=-28.793+13.246 x 0.928 149.19 2.06 96 Y=-33.970+15.902 x 0.858 136.85 1.94

 

表4 不同氨氮质量浓度平均死亡率的多重比较

  

注:差异显著标不同小写英文字母,差异不显著标相同小写英文字母。

 

氨氮质量浓度/(mg/L)平均死亡率/%24 h 48 h 72 h 96 h 251.19 223.87 199.53 177.83 158.49 141.25 125.89 112.20 100.00 100.00±0.00a 95.00±5.00a 50.00±5.00b 45.00±5.00b 26.67±2.89c 8.33±7.64d 3.33±2.89de 1.67±2.89de 0.00±0.00e 100.00±0.00a 98.33±2.89ab 91.67±2.89b 75.00±5.00c 53.33±10.41d 11.67±2.89e 3.33±2.89f 1.67±2.89f 0.00±0.00f 100.00±0.00a 98.33±2.89a 95.00±0.00a 80.00±10.00b 63.33±12.58c 55.00±0.00c 8.33±2.89d 5.00±5.00d 0.00±0.00d 100.00±0.00a 100.00±0.00a 100.00±0.00a 90.00±5.00ab 86.67±2.89b 76.67±15.28c 15.00±0.00d 11.67±2.89d 0.00±0.00e

参考文献

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寇凌霄,王兴兵,石俊艳,王晓光,魏洪祥,刘勇,宣明春
《辽东学院学报(自然科学版)》2018年第02期文献

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