陳志 周洪磊 林國明 李鈞 胡豐曉 霍朋輝
摘 要：
為探明高錳酸鉀、聚維酮碘、二氧化氯和聚六亞甲基胍對巖蟲的毒性效應及安全濃度，采用常溫半靜水試驗法，開展了這4種消毒藥物對巖蟲的急性毒性試驗。結果表明：巖蟲對4種藥物的耐受力為10%聚維酮碘＞高錳酸鉀＞10%二氧化氯＞25%聚六亞甲基胍。10%聚維酮碘對巖蟲的24、48、96 h半致死質量濃度分別為418.41、242.67、89.49 ?mg·L ?-1 ?，安全質量濃度為8.95 ?mg·L ?-1 ?；
高錳酸鉀對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為14.10、9.59、7.38 ?mg·L ?-1 ?，安全質量濃度為0.74 ?mg·L ?-1 ?；
10%二氧化氯對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為89.26、47.18、4.61 ?mg·L ?-1 ?，安全質量濃度為 0.46 ?mg·L ?-1 ?；
25%聚六亞甲基胍對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為11.44、3.08、1.13 ?mg·L ?-1 ?，安全質量濃度為0.11 ?mg·L ?-1 ?。在巖蟲育苗和養殖生產中，聚維酮碘和二氧化氯的使用是適宜的，聚六亞甲基胍和高錳酸鉀應當謹慎使用。
關鍵詞：
巖蟲；
消毒劑；
急性毒性；
半致死濃度；
安全濃度
中圖分類號：
S 963.1 ???文獻標志碼：
A ???文章編號：
0253-2301（2023）05-0015-06
DOI：
?10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.05.003
Analysis on the Acute Toxic Effects of Four Kinds of Disinfectants on ?Marphysa sanguinea
CHEN Zhi 1， ZHOU Hong-lei 2， LIN Guo-ming ?3* ， LI Jun 3， HU Feng-xiao 4， HUO Peng-hui 5
（1. Fujian Research Institute of Freshwater Fisheries， Fuzhou， Fujian 350002， China; 2. Fujian Yangze Marine
Biotechnology Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian 350603， China; 3. Institute of Oceanology， Chinese Academy of
Sciences， Qingdao， Shandong 266001， China; 4. Institute of Oceanology， Fujian Agriculture and Forestry
University， Fuzhou， Fujian 350002， China; 5. Fisheries College of Jimei University， Xiamen， Fujian 361021， China）
Abstract：
?In order to explore the toxic effect and safe concentration of potassium permanganate， povidone iodine， chlorine dioxide and polyhexamethylene guanidine on ?Marphysa sanguinea， ?the acute toxicity test of these four disinfectants on ??M.sanguinea ?was carried out by using the semi-hydrostatic test at room temperature. The results showed that the tolerance capability of ?M.sanguinea ?to the four kinds of disinfectants was 10% povidone iodine>potassium permanganate>10% chlorine dioxide>25% polyhexamethylene guanidine. The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 10% povidone iodine were ?418.41 ， ?242.67 ?and ?89.49 ??mg·L ?-1 ?， respectively， and the safe concentration was ?8.95 ??mg·L ?-1 ?. The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of potassium permanganate were ?14.10， ??9.59 ?and ?7.38 ??mg·L ?-1 ?， respectively， and the safe concentration was ?0.74 ??mg·L ?-1 ?. The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 10% chlorine dioxide were ?89.26，
47.18 ?and ?4.61 ??mg·L ?-1 ?， respectively， and the safe concentration was ?0.46 ??mg·L ?-1 ?. The 24 h， 48 h and 96 h median lethal concentrations of 25% polyhexamethylene guanidine were?11.44 ， ?3.08 ?and ?1.13 ??mg·L ?-1 ?， respectively， and the safe concentration was ?0.11 ??mg·L ?-1 ?. The use of povidone iodine and chlorine dioxide was suitable in the breeding and culture production of ?M.sanguinea， ?while polyhexamethylene guanidine and potassium permanganate should be used with caution.
Key words：
??Marphysa sanguinea ；
Disinfectant；
Acute toxicity；
Median lethal concentration；
Safe concentration
巖蟲 Marphysa sanginea 屬于環節動物門 Annelida 多毛綱Polychaeta磯沙蠶科Eunicidae巖蟲屬 Marphysa ，俗稱紅蟲、扁食、本蟲，在我國沿海分布廣泛，是潮間帶中低潮區泥砂灘涂的常見種，在世界各地也有豐富的種類分布。由于巖蟲營養豐富并具有獨特的誘食性，被稱為“萬能餌料”，國內和國際市場需求量很大。與雙齒圍沙蠶和其他沙蠶科種類生命期短、且繁殖后死亡的特性不同，巖蟲生命周期長達數年，可多次繁殖而不發生繁殖后群體死亡，從而可以保持常年均衡的供應市場。巖蟲含有大量必需高不飽和脂肪酸，是魚蝦繁殖產卵必不可少的促熟生物餌料。由于全球范圍內的環境變遷和大量采捕，巖蟲資源日漸枯竭，因此國內外學者和相關企業對巖蟲的繁育和養殖技術研發相當關注。在人工繁殖和養殖巖蟲的過程中，因為養殖密度高容易發生各種細菌霉菌性流行病，通常使用各種消毒殺菌劑來防治病原生物并改善水質。因此，研究如何科學選擇和安全使用環保型消毒殺菌藥劑是十分必要的。
關于巖蟲的繁殖生物學 ?[1-2] 、人工育苗 ?[3-4] 、養殖技術 ?[5] 及其營養分析 ?[6] 已有相關報道，但有關消毒藥物對巖蟲的毒理學研究尚未見報道。本研究通過開展4種常用化學消毒劑對巖蟲的急性毒性試驗，明確各種藥物的急性毒性效應及安全質量濃度，為今后巖蟲規模化養殖水體和底質的消毒與病害防治提供參考依據。
1 材料與方法
1.1 試驗動物
試驗用巖蟲于2022年10月至11月取自福建省福州市羅源縣的福建洋澤海洋生物科技有限公司鑒江基地。試驗前，選取該基地同一批同池、外觀完整無傷、攝食正常、體質健壯、體重相當的巖蟲為試驗材料，平均體長（21.5±1.2 ）cm，平均體質量（3.2±1.9）g。暫養試驗容器長寬高為 87 cm× 64 cm×59 cm的紅色塑料箱，每箱裝有150 L過濾海水。每箱放養20條巖蟲，無底質，充氣暫養3 d，蟲體靠自身黏液包裹盤曲穩定后開始試驗，試驗期間不投餌，水溫（25±0.5）℃，鹽度28，溶解氧5～6 ?mg·L ?-1 ?，pH 7.8～8.4。
1.2 試驗用消毒劑及配制
本試驗選用了4種目前水產養殖中常見消毒劑，具體見表1。在試驗前先配制成適宜濃度的母液，試驗過程中再根據不同濃度梯度取相應量的母液進行稀釋，配成所需的試驗暴露濃度，試劑均現配現用。
1.3 試驗方法
根據預試驗的結果，各試驗藥劑設置5個濃度梯度組（表2）和1個空白對照組，每個試驗濃度梯度設3個平行組。試驗持續96 h，試驗期間仔細觀察巖蟲行為及中毒狀況，巖蟲死亡的判斷為：用玻璃棒多次刺激其頭部、軀干和尾部無反應則判定為死亡，并及時取出。記錄并統計24、48、96 h各濃度梯度的巖蟲累計死亡數量。
1.5 計算方法
運用SPSS 25.0 軟件的Probit回歸處理分析各組數據，測算4種消毒劑在各個時間段的LC ?50 和95%置信區間。4種消毒劑的安全濃度（SC）按如下公式計算 ?[7] ：安全濃度（SC，mg·L ?-1 ）=96 h LC ?50 ×0.1。
2 結果與分析
2.1 高錳酸鉀對巖蟲的急性毒性效應分析
由表3可知，隨著高錳酸鉀濃度的提高和試驗時間的延長，對巖蟲的急性毒性作用明顯增強，死亡率逐漸升高，最高濃度組（25 ?mg·L ?-1 ?）在48 h時全部死亡。試驗開始的3 h內，最低濃度組（3 ?mg·L ?-1 ?）的巖蟲基本上沒有出現明顯不適，與對照組類似，蟲體盤曲，頭部埋藏在軀體下，體色正常。其他各試驗組的巖蟲均出現明顯不安的反應，出現身體異常用扭動逃避，甚至離開底部在水體中搖擺游動，高濃度梯度組出現自切行為，進而反應遲緩。隨著時間推移，試驗組巖蟲對高錳酸鉀的刺激逐漸適應或反應開始遲鈍，蟲體慢慢停止掙扎，高濃度梯度組的巖蟲體前部移動緩慢，顯示活力明顯減弱，對振動和閃光的反應遲緩，12 h內除最高濃度組（25 ?mg·L ?-1 ?）分別有1個和2個發生身體斷裂外，其他濃度組未出現斷蟲和死亡個體。試驗進行到24 h時，5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為5%，9 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為25%，15 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為45%，25 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為90%。試驗進行到48 h時，5 ?mg·L ?-1 ?濃度組死亡率維持在5%，9 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為55%，15 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為75%，25 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲則全部死亡，蟲體僵硬、體表沾染變性高錳酸鉀的深棕色附著物，死亡巖蟲體色和鰓絲呈現灰白色，局部有出現潰爛。試驗進行到96 h時，5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率扔維持在5%，9 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為85%，15 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為95%。3 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲，直到試驗的96 h時未見死亡，只出現少量蟲體反應遲鈍現象。
高錳酸鉀對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為14.10、 9.59、7.38 ?mg·L ?-1 ?，LC ?50 的95%置信區間見表3，安全質量濃度為0.74 ?mg·L ?-1 ?。
2.2 聚維酮碘對巖蟲的急性毒性效應分析
由表4可知，隨著聚維酮碘濃度的提高和試驗時間的延長，對巖蟲的急性毒性作用明顯增強，死亡率逐漸升高。試驗開始后各濃度梯度的巖蟲都出現應激反應，身體異常用扭動逃避，多數離開底部在水體中搖擺游動。高濃度梯度組出現自切和斷蟲，進而反應遲緩。試驗進行到24 h時，除最低濃度組（75 ?mg·L ?-1 ?）的無死亡外，其他濃度梯度由低至高各組的死亡率依次為5%、15%、40%、5%。試驗進行到48 h時，75 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為5%，120 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為25%，194 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為35%，311 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為75%，500 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為80%。試驗進行到96 h時，最低濃度組（75 ?mg·L ?-1 ?）的死亡率為40%，120 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為70%， 194 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為80%，311 ?mg·L ?-1 ?濃度組死亡率為95%。500 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲全部死亡，蟲體僵硬、體表黏液少，死亡巖蟲體色和鰓絲呈現灰白色，沒有潰爛現象。
聚維酮碘對巖蟲的24、48、96 h半致死質量濃度分別為418.41、242.67、89.49 ?mg·L ?-1 ?，LC ?50 的95%置信區間見表4，安全質量濃度為 8.95 ?mg·L ?-1 ?。
2.3 二氧化氯對巖蟲的急性毒性效應分析
由表5可知，隨著二氧化氯濃度的提高和試驗時間的延長，對巖蟲的急性毒性作用明顯增強，死亡率升高，高濃度組（13.5 ?mg·L ?-1 ?及以上）出現大量自切斷蟲現象，顯示高濃度的二氧化氯對巖蟲刺激大。試驗進行到24 h時，最低濃度組（1.5 ?mg·L ?-1 ?）的巖蟲無死亡，4.5、13.5、40.5和121.5 ?mg·L ?-1 ?濃度梯度由低至高各組的死亡率分別為5%、10%、35%、55%。試驗進行到48 h后，1.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為5%，4.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為10%，13.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為35%，40.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為40%，121.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為70%。試驗進行到96 h時，1.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為30%，4.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為45%，13.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為70%，40.5?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為90%，121.5 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲全部死亡。蟲體斷裂僵硬、體表黏液較多，死亡巖蟲體色和鰓絲呈現灰白色，沒有潰爛現象。
二氧化氯對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為89.26、47.18、4.61 ?mg·L ?-1 ?，LC ?50 的95%置信區間見表4，安全質量濃度為0.46 ?mg·L ?-1 ?。
2.4 聚六亞甲基胍對巖蟲的急性毒性效應分析
由表6可知，隨著聚六亞甲基胍濃度提高和試驗時間延長，對巖蟲的急性毒性作用明顯增強，死亡率升高。試驗開始后除了0.1和0.3 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲保持正常行為外，其他更高濃度組的巖蟲身體異常用扭動，并開始在水體中扭轉游動呈現逃避反應，但未出現自切斷蟲，進而逐漸力竭落底，反應遲緩，體表黏液量少。至96 h時，0.1 ?mg·L ?-1 ?濃度組的巖蟲無異常反應，無死亡。試驗進行到24 h時，0.1、0.3 ?mg·L ?-1 ?濃度組無死亡個體，其他濃度由低至高各組的死亡率依次為10%、15%、40%。試驗進行到48 h時，0.3 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為10%，0.9 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為20%，2.7 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為45%，8.1 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為75% 。試驗進行到96 h時，0.3 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為20%，0.9 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為35%，2.7 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為75%，8.1 ?mg·L ?-1 ?濃度組的死亡率為100%，死亡巖蟲的蟲體腫脹僵硬、體表黏液少，死亡巖蟲體色和鰓絲呈現灰白色，沒有潰爛現象。
聚六亞甲基胍對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為11.44、3.08、1.13 ?mg·L ?-1 ?，LC ?50 的95%置信區間見表6，安全質量濃度為 0.11 ?mg·L ?-1 ?。
3 結論與討論
在巖蟲的育苗和養殖過程中，需要對養殖池、底質進行消毒處理，以及巖蟲在運輸和分散養殖過程進行殺菌防病，因此需要篩選對巖蟲低毒安全又具有高效消殺功效的消毒劑。4種消毒劑10%聚維酮碘、高錳酸鉀、10%二氧化氯、25%聚六亞甲基胍對巖蟲的安全濃度分別為8.95、0.74 、0.46、0.11 ?mg·L ?-1 ?。綜合4種消毒劑的特性和對巖蟲的急性毒性效應分析，在巖蟲育苗和養殖生產中聚維酮碘和二氧化氯可合理使用，而聚六亞甲基胍和高錳酸鉀應當謹慎使用。
高錳酸鉀是水產養殖中傳統的殺菌藥劑，具有很強的氧化能力，可以快速氧化蛋白質等有機物，起到殺菌消毒作用 ?[9] 。賴祖鵬等 ?[8] 報道了高錳酸鉀對雙齒圍沙蠶24、48、96 h的半致死質量濃度分別為18.7、11.8、7.2 ?mg·L ?-1 ?，安全濃度為1.4 ?mg·L ?-1 ?。陳志等 ?[10] 認為高錳酸鉀對菲律賓蛤仔的安全濃度為0.24 ?mg·L ?-1 ?。其他研究結果表明 ?[11-12] ，高錳酸鉀對雜色鮑幼鮑的安全濃度為0.143 ?mg·L ?-1 ?，對皺紋盤鮑幼鮑的安全濃度為0.2 ?mg·L ?-1 ?。本試驗中高錳酸鉀對巖蟲的24、48、96 h半致死濃度分別為14.10、9.59、7.38 ?mg·L ?-1 ?，安全濃度為0.74 ?mg·L ?-1 ?。巖蟲與雙齒圍沙蠶分屬于磯沙蠶科和沙蠶科，形態結構和生態習性類似，兩者對高錳酸鉀的耐受能力也在比較接近，但巖蟲多生活于潮間帶中低潮區和潮下帶，比主要生活于潮間帶的雙齒圍沙蠶更加敏感，不難理解巖蟲的耐受力低于雙齒圍沙蠶。從上述試驗報道分析，與菲律賓蛤仔、鮑魚和海參相比，巖蟲對高錳酸鉀的耐受力更高，可能與巖蟲體表分泌大量黏液具有一定保護作用有關。柯浩等 ?[11] 認為，高錳酸鉀還原生成二氧化錳后容易沉積在鮑的鰓上從而影響其呼吸功能，同時高濃度的高錳酸鉀會殺死鮑體表上的具有保護屏障作用的藻類，降低其抵抗力，易造成慢性中毒，故建議少用。
聚維酮碘為有機絡合碘，一般認為其毒性小，安全性高，藥效期長，可以抑制或殺滅細菌、真菌和病毒等病原體，常用作水體消毒和魚蝦卵及動物體表浸洗藥浴。本試驗結果，10%聚維酮碘對巖蟲96 h LC ?50 為89.49 ?mg·L ?-1 ?，安全濃度為8.95 ?mg·L ?-1 ?。有關研究表明，聚維酮碘對雙齒圍沙蠶 ?[8] 的安全濃度為89.10 ?mg·L ?-1 ?；
對雜色鮑幼鮑 ?[11] 的安全質量濃度為11.08 ?mg·L ?-1 ?；
對菲律賓蛤仔 ?[10] 的安全濃度為11.04 ?mg·L ?-1 ?；
對仿刺參幼參 ?[13] 的安全濃度為0.09 ?mg·L ?-1 ?。而本試驗得出的10%聚維酮碘對巖蟲的安全濃度遠低于已報道的對雙齒圍沙蠶的安全濃度，原因可能與選擇的聚維酮碘產品廠家和配方不同有關，另外巖蟲的生態習性也不同于雙齒圍沙蠶。盡管如此，巖蟲的安全濃度遠高于聚維酮碘在養殖生產中常用的潑灑消毒質量濃度（0.2～0.5 ?mg·L ?-1 ?），因此聚維酮碘在巖蟲養殖生產和病害防治中可以按照常規用量作為消毒殺菌藥物。
二氧化氯屬于第四代環保型無殘留的消毒藥劑，具有廣譜、安全、高效等特點，對病菌具有很強的氧化殺滅作用 ?[14] 。溶解在水中的二氧化氯會迅速吸附聚集在病毒的顆粒表面，破壞病毒衣殼上的蛋白質，抑制其特異性吸附，阻止對宿主細胞的感染 ?[15-16] 。二氧化氯具有很強的殺菌能力，藥性的持續時間也較長，當用2.0 ?mg·L ?-1 ?的劑量作用30 min時就能殺死幾乎100%的病原微生物 ?[17] 。本試驗中10%二氧化氯對巖蟲的96 h LC ?50 為4.61 ?mg·L ?-1 ?，安全濃度為0.46 ?mg·L ?-1 ?。陳志等 ?[10] 報道菲律賓蛤仔對二氧化氯的安全濃度為0.68 ?mg·L ?-1 ?，相較于一些魚蝦類養殖品種，巖蟲和菲律賓蛤仔對二氧化氯的表現較為敏感，但相對于水產養殖常用且二氧化氯在有效用量（0.1～0.3 ?mg·L ?-1 ?）具有較大冗余，仍不失為巖蟲養殖過程中安全有效的環保型消毒劑。
聚六亞甲基胍（PHMG）是一種陽離子表面活性劑，呈正電性，與呈負電性的各類細菌、病毒吸附，抑制它們的分裂繁殖功能，且聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道，使微生物迅速窒息而死。張瑋等?[18] 進行了聚六亞甲基胍消毒液進行了殺滅致病弧菌效果觀察和對海產養殖動物的毒性研究，結果證明聚六亞甲基胍對副溶血弧菌、溶藻弧菌等均具有極好的殺滅效果，對雜色鮑等的發育和存活亦無毒副作用，可用于海產養殖環境消毒。此外，李鋒等 ?[19] 的研究還表明，在常規使用劑量下，聚六亞甲基胍對養殖水體中的單胞藻不會產生直接的抑制效應。俞軍等 ?[20] 學者各自的研究表明聚六亞甲基胍對鯽魚出血病、對蝦偷死癥都具有很好的防治效果。王群等 ?[21] 報道，聚六亞甲基雙胍對凡納濱對蝦成蝦的安全濃度Sc為2.28 ?mg·L ?-1 ?，認為聚六亞甲基雙胍的用量應控制在 0.5 ?mg·L ?-1 ?之內；
0.5 ?mg·L ?-1 ?濃度以內對無節幼體的變態率無明顯影響。聚六亞甲基胍對異育銀鯽的96 h安全濃度為3.185 ?mL·m ?-3 ?，在養殖生產中推薦使用劑量為魚類是1～1.5 ?mL·m ?-3 ?，蝦、鱉類是0.5～1 ?mL·m ?-3 ?，因此認為作為一種水產消毒劑，聚六亞甲基胍值得推廣 ?[22-24] 。本試驗顯示25%聚六亞甲基胍對巖蟲的96h LC ?50 為1.13 ?mg·L ?-1 ?，安全濃度為0.11?mg·L ?-1 ?。與以往在海參和巖蟲的養殖中實際防治用藥劑量一致。與魚蝦等其他養殖動物的安全濃度相比明顯較低，其原因可能在于，巖蟲、海參都缺乏類似魚蝦等進化程度較高的呼吸器官，僅依靠皮膚和簡單的氧氣交換結構進行呼吸，而聚六亞甲基胍是高分子陽性表面活性劑，具有成膜性對細胞和皮膚表面呼吸有抑制作用。實踐中也觀察到在較高聚六亞甲基胍濃度下試驗動物表面呈現水腫樣表現。因此，在類似巖蟲和海參一類行體表呼吸的種類養殖消毒中，應謹慎使用聚六亞甲 基胍。
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（責任編輯：柯文輝）
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