壳聚糖缓解毒性的实验探究范文

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罗非鱼原产于非洲，属热带和亚热带暖水性鱼类，具有生长快、病害少、肉质好和产量高等优点。随着工农业的不断发展，工农业污水对渔业水环境的污染日益严重。锌是一种中毒金属，有其两面性。当锌适量时，能完善饲料成分，提高动物免疫力，促进鱼类生长；当鱼体锌含量不足时，可自动从水环境中摄取，作为一部分酶的组成部分或激活剂；而当锌过量时会造成动物呆滞、行动迟缓、食欲降低和腹泻等症状，并且会在动物体内蓄积，影响动物的正常生长、免疫系统、抗氧化能力及酶的合成。壳聚糖是广泛存在于甲壳动物外壳中的甲壳素经过脱乙酰基后的产物，它作为一种天然的阳离子吸附剂，可与重金属离子形成稳定的五环螯合物。壳聚糖本身无毒，经它处理后的水不会造成二次污染，普遍认为其在重金属吸附方面应用前景广阔。目前，壳聚糖吸附水环境中锌的报道较多，而处于吸附态的锌致水生生物的毒性如何还鲜见报道。以罗非鱼为试验动物，研究壳聚糖对水体中锌致罗非鱼急性毒性的变化，为壳聚糖在鱼类养殖中的进一步应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料与设计

试验用鱼为全雄吉富罗非鱼，购于厦门市杏林诚毅水产公司，壳聚糖购自山东奥康生物科技有限公司，食品级，脱乙酰度≥85%，相对分子质量约为30万。挑选540尾平均体质量为（3.1±0.08）g和平均体长为（4.6±0.14）cm的健康无病的试验鱼，随机分为2个处理组，即对照组和试验组。每处理组分3个重复，每重复90尾鱼。对照组按照周永欣等的方法，进行锌致罗非鱼的急性毒性试验；试验组水体中加入壳聚糖，与对照组相同的方法进行锌致罗非鱼的急性毒性试验。

1.2试验步骤

试验鱼在水族箱中进行暂养，24h充氧。试验期间水温15~18℃，pH6.4~7，溶解氧5~6mg/L；每日早上08：30、中午12：30和下午17：00投喂，日投饵量为鱼体质量的5%，驯化饲养7d。每日清除水箱内粪便和污物，定期换水。暂养期间的罗非鱼健康无病。

试验开始后试验鱼饲养于120cm×50cm×60cm的水族箱内。按照静水法生物测试，试验期间不更换试验液。为防止饲料的影响，试验前24h停止投喂，试验期间不投喂。试验用水为充分曝气2d的自来水，水质指标同暂养期间。在26cm×26cm×30cm的水箱中进行急性毒性试验。每一水箱加入4L试验液，并随机放入受试罗非鱼15尾。

1.2.1预试验

按照周永欣等的方法设置5个Zn2+质量浓度，每质量浓度5尾试验鱼。经多次试验，初步确定锌致罗非鱼的96h内最高无死亡质量浓度和最低绝对致死质量浓度。

1.2.2正式试验

根据预试验结果，按照等对数间距法设置对照组Zn2+质量浓度，质量浓度分别为0、5、8.89、15.81、28.12和50mg/L。试验组Zn2+质量浓度梯度与对照组相同，壳聚糖的添加质量浓度为0.1g/L。试验开始后，定时观察试验鱼的中毒症状和死亡情况，并及时清除死亡动物。记录48和96h各组死亡情况。

1.3数据统计与分析

所有数据采用Excel软件进行数据整理，采用SPSS17.0软件的Probit模块计算48和96h半致死质量浓度（LC50），One-WayANOVA模块进行方差分析，P＜0.05表示均数间差异显著。

2结果与讨论

2.1试验鱼中毒症状及病死率

罗非鱼最初接触毒液时，游动无明显变化。随接触毒液时间的加长，首先在高质量浓度组出现异常，中毒鱼起初呼吸明显加快，烦躁不安，疯狂游动。随着毒性的增加，体色逐渐变黑，鳃及体表出现黏液，失去平衡，游动缓慢，反应迟钝，逐渐丧失运动能力，最后死亡。低质量浓度组的中毒症状和高质量浓度组相同，出现中毒症状的时间较晚。鱼类在其他重金属中毒时的症状与研究观察到的情况接近，说明鱼类不同重金属中毒表现的症状可能相似。锌致不同处理组罗非鱼的病死率情况见表1。

中毒开始一段时间后，相同Zn2+质量浓度的对照组和试验组相比，添加壳聚糖的试验组病死率总是低于对照组，直至最后2组病死率均达到100%。

2.2壳聚糖对锌致罗非鱼LC50的影响

添加壳聚糖对锌致罗非鱼LC50的影响情况见图1。对照组48和96h的LC50分别为（18.39±1.68）和（9.34±0.94）mg/L，试验组48和96h的LC50分别为（26.65±2.84）和（13.53±0.81）mg/L。48和96h试验组锌致罗非鱼急性毒性的LC50均显著高于对照组。

研究中，试验组的养殖水体中添加了壳聚糖，相比对照组病死率有所降低，48和96h的LC50显著升高，表明添加壳聚糖在一定程度上缓解了锌对罗非鱼的毒性作用。说明养殖水体中的锌离子被壳聚糖吸附，游离的Zn2+一部分变为吸附态，吸附态Zn2+的毒性较游离态的小。关于锌致不同水产动物毒性的研究表明：锌对鲫鱼急性毒性的48和96hLC50分别为30.6和27.6mg/L；锌对日本对虾仔虾急性毒性的48和96hLC50分别为1.695和0.449mg/L，锌对唐鱼急性毒性的48和96hLC50分别为7.36和5.73mg/L，锌对梭子蟹急性毒性的48hLC50为0.56mg/L。该研究结果与上述报道数值上有一定差异，可能是试验动物、试验水体的温度、pH和金属离子质量浓度等方面的不同导致的。

壳聚糖可通过配位键与重金属离子结合，形成稳定的螯合物，可能是-NH2和-OH共同参与了壳聚糖对锌离子的吸附作用，使锌离子从离子态变为毒性较小的吸附态，进而缓解毒性。

3小结

养殖水体中加入壳聚糖显著影响锌致罗非鱼的急性毒性作用，试验组48和96hLC50均显著高于对照组，说明处于壳聚糖吸附态的锌对鱼体毒性显著降低，壳聚糖有缓解水环境中锌致罗非鱼毒性的作用。