硫酸铜对水产动物的毒性研究现状

    罗云云 邓岳松 陶业 王跃丽

    

    

    

    摘?要：重金属Cu2+既是水产动物所必须的矿物元素之一，也是水体常见的污染源。水体中高浓度Cu2+会对水产养殖动物造成急性中毒从而致死，而亚致死剂量Cu2+也可造成水产动物慢性中毒，对其组织器官、神经系统、免疫系统等造成不可逆的损伤。本文对水产养殖中常见杀虫剂硫酸铜对水产动物慢性毒性、急性毒性、安全浓度等的研究现状进行了综述。

    关键词：水产养殖;硫酸铜;半致死量;安全浓度

    铜既是水产动物生长繁殖所必须的矿物元素，也是水体中常见的重金属污染源。水产常用的五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）又名蓝矾、胆矾，呈透明蓝色结晶或粉末，无臭，具金属味，在空气中易风化，可溶于水和甘油，水溶液呈弱酸性[1]。在水产养殖中，硫酸铜常用来治疗鱼类寄生虫病以及控制或杀灭蓝绿藻等有害藻类的爆发，在生产中，由于硫酸铜的大量使用或滥用，在水环境中或者动物体内富集，一方面会造成水产养殖动物的中毒死亡，另一方面对食品安全造成严重威胁[2]。因此，科学合理使用硫酸铜不仅能提高水产养殖户的生产效益，促进渔业健康发展，同时对生态环境保护、食品安全等都具有重大的意义。本文就近年来有关硫酸铜对水产养殖动物的毒性研究做综述，旨在为水产从业者科学地使用硫酸铜提供理论参考。

    1?硫酸铜在水产养殖上的应用

    硫酸铜作为杀虫剂在水产养殖上得到广泛的应用。硫酸铜的杀虫作用原理是，一方面是铜离子能够与蛋白结合使其沉淀、变性，另一方面铜离子能破坏寄生虫体内的氧化还原酶系统（如巯基酶）的活性，阻碍虫体的代谢，从而对寄生虫起到杀灭作用;此外铜离子等重金属离子对青泥苔，蓝藻，细菌和真菌等有害生物也具有较强的杀灭作用[3]。

    硫酸亚铁具有收敛效应，可以增强铜离子的杀虫作用，因此生产上硫酸铜常与硫酸亚铁按重量比5∶2比例配制使用，硫酸铜和硫酸亚铁合剂简称铜铁合剂，常以0.5～1.0 g/m3浓度全池泼洒，用以治疗水产养殖动物车轮虫、指环虫、斜管虫、杯体虫、波豆虫、锚头蚤、中华蚤、纤毛虫、鞭毛虫等寄生虫病[4]。

    2?硫酸铜对水产动物的毒性作用

    Cu2+对水产动物的毒性作用包括急性毒性和慢性毒性作用，会对水产动物的组织器官、免疫系统、胚胎发育等造成一系列的损伤。

    2.1?对组织器官的损伤

    鳃是鱼类的呼吸器官，直接与外界环境相接触，水体中Cu2+对鱼类的毒性首先是离子通过鳃的表面组织或体表其它部位进入鳃和体内，从而对鳃或体表造成损伤。郭海山等（1990）[5]研究表明，当草鱼（Ctenopharyngodon idella）在硫酸铜浓度为0.7 mg/L（铜离子0.28 mg/L）水体中经过49天的饲养后，硫酸铜会破坏草鱼鳃的正常生理结构，首先引起鳃小片毛细血管扩张、充血、上皮细胞炎性水肿、甚至脱落、坏死。常藕琴等（2008）[6]研究也表明，硫酸铜中毒的剑尾鱼（Xiphophorus heller）鳃小片黏液分泌增多，鳃丝上皮细胞肿胀、变性、坏死、增生，细胞核固缩，鳃小片融合，鳃丝棒状化，这与丛宁（2005）[7]研究硫酸铜中毒对金鱼（Carassius auratus Linnaeus）的影响以及李雨奎（2010）[8]研究硫酸铜中毒对椭圆背角无齿蚌（Anodonta woodiana）的影响结果一致。丁爱侠等（2010）[9]研究发现，硫酸铜中毒会造成日本蟳（Charybdis japonica）等甲壳类动物的鳃丝水肿，鳃细胞器溶解、角质层变薄，线粒体、内质网的肿胀、解体。水产动物的鳃组织受损，会造成呼吸困难，最终会造成窒息死亡。

    肝脏是重要的解毒器官，也是鱼虾体内蓄积重金属的主要部位[10]。郭海山等（1990）[5]研究表明，当草鱼在硫酸铜浓度为0.7 mg/L（铜离子0.28 mg/L）水体中经过49天的饲养后，硫酸铜引起肝细胞颗粒变性、玻璃样变。常藕琴等（2008）[6]研究发现，肝脏是剑尾鱼铜离子主要的沉积和蓄积的器官，硫酸铜中毒时肝脏的主要病理变化是肝脏水肿，肝静脉和肝窦淤血、溶血，肝细胞的水泡变性，弥漫性坏死，肝细胞核固缩、核碎裂、核溶解。丛宁（2005）[7]研究发现，硫酸铜中毒能引起金鱼的肝细胞发生空泡变性，溶解性坏死。程波等（2008）[11]研究表明，当水体中Cu2+浓度达到15 mg/L时，凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）肝胰脏组织结构受到破坏，肝小管分泌细胞破裂，肝脏分泌功能受到破坏，最终导致肝胰脏因严重的机械损伤而丧失功能。

    肾脏是重要的排毒器官，参与调节电解液与水平衡，维持机体内环境的稳定。郭海山等（1990）[5]研究表明，硫酸铜中毒能引起草鱼肾近曲小管上皮细胞肿胀，管腔变小，玻璃样变，肾小球毛细血管扩张、充血。此外，白丽雯（2016）[12]研究发现，硫酸铜对松江鲈（Trachidermus fasciatus）肾细胞系具有DNA损伤作用。丛宁（2005）[7]研究发现，急性铜中毒导致金鱼肾小管细胞纹状缘结构破坏，肾小管细胞呈现溶解性坏死，并且引起肾的一系列超微病理变化，对肾功能造成損伤。

    除鳃、肝脏、肾脏外，硫酸铜中毒还会对水生动物的其它器官造成一系列的损伤。马莉芳（2013）[13]研究表明，铜离子对黄河鲤（Cyprinus carpio）的肌肉、脑、脾脏和心脏均会造成明显的损伤，出现明显的病理变化。李雨奎（2010）[14]研究发现，随着水体铜离子浓度的增加和处理时间的延长，背角无齿蚌的胃绒毛逐渐变短，肌层变薄，腺细胞数量减少直至空化。孟晓林等（2018）[15]研究了水体重金属铜对鲤肠的影响后发现，高浓度的铜离子显著降低了鲤肠道菌群的多样性，改变了鲤肠道的优势菌群，同时极显著降低了鲤肠道紧密连接蛋白基因的表达水平，对鲤肠道上皮免疫屏障造成了损伤。组织器官这一系列的损伤，最终会导致水生动物的死亡。

    渔业生产中，人们使用硫酸铜时，往往只考虑硫酸铜的急性毒性，即在使用硫酸铜中以不造成水产养殖动物死亡为标准，须知有时候即使是比安全浓度低得多的剂量，当Cu2+超过一定浓度临界值也可能对水产养殖动物造成不可逆的毒害作用。因此，需要利用更加先进的科研手段，做出更多的研究，进而寻找出这个临界剂量。

    综上，正是由于這其中种种原因，在渔业生产中，渔业从业者使用硫酸铜时应该更加谨慎，使用过程中不仅要考虑其有效性和安全性，也要考虑其对整个生态环境及生物链的影响，做到合理使用，尽量减少对生态环境的污染及对生态链的破坏。

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