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第 9 卷 第 3 期2023 年 6 月生物化工Biological Chemical EngineeringVol.9 No.3Jun.2023文章编号：2096-0387（2023）03-04啶虫脒对蚯蚓的急性毒性与初级风险评估李一利1，廖朝选2，王莉娜1，谢源1，魏杰1*，冉艳1（1.贵州省检测技术研究应用中心，贵州贵阳 550014；2.贵州省分析测试研究院，贵州贵阳 550014）摘 要：为明确杀虫剂啶虫脒对土壤生物毒性，以土壤中蚯蚓为实验生物，评估农药使用的风险性。根据 化学农药环境安全评价试验准则 中的试验方法对赤子爱胜蚯蚓进行急性毒性测试，计算半致死浓度和毒性等级，使用 PECsoil_SFO_China 模型和相应公式计算并评估在不同作物中使用农药对蚯蚓的风险性。结果显示，99%啶虫脒原药对赤子爱胜蚯蚓的急性半致死浓度（14 d-LC50）为 2.35 mg a.i./kg 干土，95%置信限为 2.29 2.41 mg a.i./kg 干土，毒性等级为“中毒”，啶虫脒在大白菜、豇豆、黄瓜、水稻、柑橘树、烟草中使用对蚯蚓的风险商值分别为 0.25、0.13、0.20、0.07、0.13、0.05，风险可接受，可根据农药使用说明正常施用。关键词：啶虫脒；赤子爱胜蚯蚓；毒性；风险评估中图分类号：X171.5；TQ450.2 文献标识码：AAcuteToxicityandPrimaryRiskAssessmentofAcetamipridtoEisenia foetidaLI Yili1,LIAO Chaoxuan2,WANG Lina1,XIE Yuan1,WEI Jie1*,RAN Yan1(1.Guizhou Testing Technology Research and Application Center,Guiyang 550014,China;2.Guizhou Academy of Testing and Analysis,Guiyang 550014,China)Abstract:In order to determine the toxicity and risk of acetamiprid to Eisenia foetida in soil.The acute toxicity test of Eisenia foetida is carried out according to the test method in the Test Guidelines for Environmental Safety Assessment of Chemical Pesticides,and the half lethal concentration and toxicity grade are obtained.PECsoil_SFO_China model is used and corresponding formulas calculate and evaluate the risk of pesticides used in different crops to Eisenia foetida.The results show that the acute half lethal concentration(14 d-LC50)of 99%acetamiprid technical to Eisenia foetida is 2.35 mg a.i./kg dry soil,and the 95%confidence limit is 2.29 2.41 mg a.i./kg dry soil.The toxicity grade is medium toxic.The risk quotient of acetamiprid used in chinese cabbage,cowpea,cucumber,rice,citrus tree,and tobacco plant to Eisenia foetida is 0.25,0.13,0.20,0.07,0.13 and 0.05,respectively,which show that the use of acetamiprid pesticide in six crops had an acceptable risk to earthworms in the soil and could be applied normally according to the pesticide use instructions.Keywords:acetamiprid;Eisenia foetida;toxicity;risk assessment啶虫脒是新烟碱类杀虫剂，可抑制昆虫烟碱乙酰胆碱受体，阻止神经系统信息传递，达到杀虫效果1。陈佳杰等2研究发现，70%啶虫脒水分散粒剂对牛角花齿蓟马的防效达到 96.0%，显著高于噻虫嗪、乙基多杀菌素等农药。蚯蚓是土壤中常见动物之一，对土壤养分循环具有重要作用，可直接或间接影响土壤理化性质，还参与植物凋落物的分解3。张维兰等4研究发现，蚯蚓活动可以提升植物对土壤中重金属的修复效果。李季蔓等5发现，在干旱胁迫下蚯蚓可调整番茄基因表达，增加抗氧化酶含量，提高抗氧化能力和抗旱能力。但随着化学农药的频繁使用，对土壤中蚯蚓产生的毒害作用越来越大。研究表明，吡虫啉、噻虫啉、克百威等 11 种农药对蚯蚓会产生一定毒害，引起蚯蚓体内酶含量和活性变化，77%氢氧化铜水分散粒剂对蚯蚓急性和慢性的暴露风险不可接受6-7。基金项目：贵州科学院青年科学基金项目（黔科院 J 字 202134 号）。作者简介：李一利（1993），女，贵州德江人，本科，初级工程师，研究方向为农药分析。通信作者：魏杰（1995），男，贵州贵阳人，本科，高级工程师，研究方向为农药环境与毒理。E-mail：。第 3 期23李一利等：啶虫脒对蚯蚓的急性毒性与初级风险评估本研究以 99%啶虫脒原药对赤子爱胜蚯蚓进行急性毒性测试，并结合农药信息网中啶虫脒在不同作物中的施用方法进行风险评估，为啶虫脒农药在田间科学施用提供数据支持。1 材料与方法1.1 试验材料TLE204E/02 电子天平，0.000 1 g，梅特勒-托利多（中国）有限公司；JY5002 电子天平，0.01 g，上海方瑞仪器有限公司；PRX-450B 人工气候培养箱，上海比郎仪器制造有限公司；人工土壤试验基质（10%草炭、20%高岭黏土、68%石英砂、2%碳酸钙）。丙酮，天津科密欧化学试剂有限公司；99%啶虫脒原药，农业农村部农药检定所。1.2 试验生物赤子爱胜蚯蚓（Eisenia foetida），购自湖南大族生物科技有限公司。蚯蚓持续饲养于实验室内，定期浇水保持土壤湿度，适量喂食保证蚯蚓正常生长。饲养条件：温度（202），相对湿度80%10%，避光。在试验前 1 d 置于人工土壤中适应，试验时弃除有物理外伤或体重偏离平均值较大的蚯蚓。1.3 试验方法根据 化学农药环境安全评价试验准则 第 15 部分：蚯蚓急性毒性试验（GB/T 31270.152014）进行试验8。1.3.1 预试验正式试验前需进行预试验，预试验结果显示，空白对照、0.1 mg a.i./kg 干土、1.0 mg a.i./kg 干土处理的蚯蚓没有死亡和异常行为，4.0 mg a.i./kg 干土和20.0 mg a.i./kg 干土处理的蚯蚓全部死亡。1.3.2 正式试验根据预试验结果，在1.0 mg a.i./kg干土和4.0 mg a.i./kg 干土浓度范围内设置 6 个浓度进行正式试验，分别为1.30 mg a.i./kg 干土（A）、1.55 mg a.i./kg 干土（B）、1.84 mg a.i./kg 干土（C）、2.19 mg a.i./kg 干土（D）、2.61 mg a.i./kg 干土（E）和 3.10 mg a.i./kg 干土（F）。按照人工土壤基质比例称取 52.0 g 草炭、104.0 g 高岭黏土、343.6 g 石英砂、10.4 g 碳酸钙于搅拌装置中混匀后装入 1 000 mL 烧杯备用，称取一定质量的99%啶虫脒原药于 50 mL 容量瓶中并用丙酮定容摇匀得到 1.57 mg a.i./mL 试验液。分别移取 0.43 mL、0.52 mL、0.61 mL、0.73 mL、0.87 mL 和 1.01 mL 试验液与 10 g 石英砂混匀置于通风橱中，待丙酮挥干后分别加入到上述人工土壤中。添加 156 mL 去离子水充分混拌均匀得到所设置的浓度，同时设置空白对照和丙酮对照，每个处理组 3 次重复。随机选取预适应的蚯蚓去除表面土壤后称重并放入试验土壤中，每个重复 10 条蚯蚓，体重在 300 600 mg，用湿纱布封好烧杯口。在试验第 7 d 和第 14 d 取出试验蚯蚓，观察记录死亡数和中毒症状。试验条件：温度（202），相对湿度 80%10%，持续光照 400 800 lx。1.4 初级风险评估根据 农药登记 环境风险评估指南 第 8 部分：土壤生物（NY/T 2882.82017）中方法9，评估啶虫脒在不同作物中施用的风险，风险商值（RQ）1表示风险不可接受，RQ 1 表示风险可接受。初级急性暴露分析采用 PECsoil_SFO_China 模型预测土壤中农药暴露浓度（PECmax），查询农药信息网（http:/ 1，模型中无研究的作物时选择高度相近的作物代替进行计算。通过毒性试验获得的毒性终点 LC50与相应的不确定性因子 UF 计算预测无效应浓度（PNEC，PNEC=LC50/UF），最终计算风险商值（RQ=PECmax/PNEC）。1.5 毒性等级划分毒性分级根据试验准则附录 B8以 LC50（14 d，mg a.i./kg 干土）进行评价：低毒（LC50 10），中毒（1.0 LC50 10），高毒（0.1 LC50 1.0），剧毒（LC50 0.1）。1.6 数据处理试验数据和结果用 Excel 进行归纳统计与分析，使用 SPSS 19.0 分析软件计算半致死浓度 LC50、95%置信限以及回归方程。2 结果与分析2.1 急性毒性毒性数据分析结果见表 2。在蚯蚓急性毒性试验中，空白与丙酮对照组蚯蚓没有死亡和异常行为，满足对照组死亡率不超过 10%的要求。试验期间人工气候培养箱温度在 19.6 21.6，湿度在70%81%，光照强度 603 lx，说明试验环境满足试24生物化工2023 年验要求，结果可靠。A、B、C 处理组在试验第 7 d 未发生死亡和异常，而 D、E、F 处理组的蚯蚓死亡率分别为 10.0%、43.3%、86.7%，半致死浓度（7 d-LC50）为2.66 mg a.i./kg干土，95%置信限为 2.60 2.72 mg a.i./kg 干土，毒性等级为“中毒”，试验蚯蚓出现环节松弛和脱节溃烂、体液外渗的中毒症状。在试验第 14 d 时，A、B 处理组的蚯蚓仍未出现死亡和中毒症状，C、D、E、F 处理组的蚯蚓死亡率分别为 10.0%、36.7%、66.7%、96.7%，半致死浓度（14 d-LC50）为 2.35 mg a.i./kg 干土，95%置信限为2.292.41 mg a.i./kg干土，毒性等级为“中毒”；此外，浓度 2.19 mg a.i./kg 干土及以上的处理组（D、E、F）均出现蚯蚓变短变小，2.61 mg a.i./kg干土的处理组（E）还出现了环节松弛和脱节溃烂的症状。2.2 初级风险评估啶虫脒对赤子爱胜蚯蚓的初级风险评估结果见表 3。通过 PECsoil_SFO_China 模型分析在大白菜、豇豆、黄瓜、水稻、柑橘树、烟草中喷雾施用后的预测暴露浓度分别为 0.058 mg a.i./kg 干土、0.030 mg a.i./kg 干土、0.048 mg a.i./kg干土、0.017 mg a.i./kg干土、0.030 mg a.i./kg 干土和 0.012 mg a.i./kg 干土，使用啶虫脒原药的毒性数据与评估指南中的公式计算得到农药对试验生物的预测无效应浓度为 0.235 mg a.i./kg 干土，最终得到风险商值分别为 0.25、0.13、0.20、0.07、0.13 和 0.05。3 结论研究表明，99%啶虫脒原药会导致赤子爱胜蚯蚓出现环节松弛和脱节溃烂、体液外渗及变短变小的中毒症状，14 d 半致死浓度为 2.35 mg a.i./kg 干土，达到“中毒”等级。王广驰10研究发现，啶虫脒在蚯蚓慢性毒性试验中对蚯蚓产生了一定程度的氧化胁迫且会造成生物体 DNA 损伤，引起蚯蚓体内过氧化氢酶和谷胱甘肽硫转移酶活性先激活后抑制，影响蚯蚓正常的生化反应。因此，啶虫脒在急性和慢性试验中均会对蚯蚓产生一定的毒性效应，为了在田间安全使用，还需评估该农药在田间施用对蚯蚓的暴 露风险。啶虫脒农药在大白菜、豇豆、黄瓜、水稻、柑橘表 1 风险评估 PECsoil_SFO_China 模型输入参数参数输入值大白菜（蚜虫）豇豆（蓟马）黄瓜（蚜虫）水稻（稻飞虱）柑橘树（蚜虫）烟草（蚜虫）备注土壤降解半衰期/d1.61.61.61.61.61.6数据来源 European Food Safety Authority（EFSA）土壤容重/（kg/m3）1 5001 5001 5001 5001 5001 500默认值土壤深度/m0.050.050.050.050.050.05农药喷雾默认分布在0 0.05 土层作物名称甘蓝豆西红柿谷物玉米烟草模型中用此作物计算施用时期（BBCH）10-1910-1910-1920-2930-3910-19/施用量/（g a.i./hm2）15.830.072.030.045.518.0/施用次数213211/施用间隔/d7*/1015/*无施药间隔，以安全间隔期代替注：BBCH 表示植物生长期，该行 10-19 表示植物幼苗期，20-29 表示分蘖期（水稻），30-39 表示新梢发育期（柑橘树）。表 2 试验蚯蚓存活情况与症状观察处理组7 d14 d存活数/条症状死亡率/%存活数/条症状死亡率/%空白对照30A030A0丙酮对照30A030A0A30A030A0B30A030A0C30A027A10.0D27A22（BC）510.019A10D936.7E17A12（BC）543.310B2D1066.7F4A1（BC）386.71D96.7注：症状列，A 表示无症状，B 表示环节松弛和脱节溃烂，C 表示体液渗透，D 表示变短变小；上标数字表示多症状时各症状蚯蚓数量。第 3 期25李一利等：啶虫脒对蚯蚓的急性毒性与初级风险评估树、烟草等作物中喷施防治害虫时会有部分农药进入土壤，对土壤生物产生毒害作用。风险评估结果显示，啶虫脒在研究的 6 种作物中使用对蚯蚓的风险商值分别为 0.25、0.13、0.20、0.07、0.13、0.05，说明该农药在 6 种不同作物中施用对蚯蚓的风险性可接受，与吕露等11研究结果一致。在防治害虫时啶虫脒农药可根据使用说明正常施用，但考虑到田间环境中还存在天敌昆虫、蜜蜂、鸟类等有益生物，还应结合对其他有益生物的风险评估，降低对环境生物的 危害。参考文献1 张蒙蒙,孙永亮,赵艳燕,等.啶虫脒对家蚕生长发育及中肠抗氧化酶活性的影响 J.蚕业科学,2018,44(1):94-99.2 陈佳杰,甄云,孙秀华,等.5 种药剂防治牛角花齿蓟马效果初步研究 J.中国植保导刊,2021,41(5):79-81.3 康玉娟,武海涛.蚯蚓对土壤碳氮循环关键过程的影响及其机制研究进展 J.土壤与作物,2021,10(2):150-162.4 张维兰,张悦,刘萍,等.蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的研究进展 J.环境科学与技术,2022,45(8):155-165.5 李季蔓,靳楠,胥毛刚,等.不同干旱水平下蚯蚓对番茄抗旱能力的影响 J.生物多样性,2022,30(7):170-179.6 姜锦林,单正军,周军英,等.常用农药对赤子爱胜蚓急性毒性和抗氧化酶系的影响 J.农业环境科学学报,2017,36(3):466-473.7 程禹,邵辉,刘春艳,等.77%氢氧化铜水分散粒剂对 6 种陆生生物的毒性及环境风险评估 J.生态毒理学报,2021,16(5):364-376.8 中国国家标准化管理委员会.化学农药环境安全评价试验准则 第15 部分:蚯蚓急性毒性试验:GB/T 31270.152014S.北京:中国标准出版社,2014.9 中华人民共和国农业部.农药登记环境风险评估指南 第 8 部分:土壤生物:NY/T 2882.82017S.北京:中国标准出版社,2017.10 王广驰.烯啶虫胺和啶虫脒对蚯蚓的氧化胁迫及基因毒性 D.泰安:山东农业大学,2015.11 吕露,吴声敢,徐明飞,等.葡萄常用 5 种杀虫剂对典型陆生生物影响的初级风险评估 J.生态毒理学报,2022,17(3):222-234.表 3 啶虫脒在不同作物中施用的风险商值和风险表征作物（防治对象）暴露场景PECmax/（mg a.i./kg 干土）PNEC/（mg a.i./kg 干土）RQ风险表征大白菜（蚜虫）喷雾0.0580.2350.25风险可接受豇豆（蓟马）喷雾0.0300.2350.13风险可接受黄瓜（蚜虫）喷雾0.0480.2350.20风险可接受水稻（稻飞虱）喷雾0.0170.2350.07风险可接受柑橘树（蚜虫）喷雾0.0300.2350.13风险可接受烟草（蚜虫）喷雾0.0120.2350.05风险可接受parauberis in a cultured freshwater ornamental fish,the ram cichlid Mikrogeophagus ramirezi(Myers&Harry,1948)J.Journal of Fish Diseases,2018,41(1):161-164.9 REN S Y,GENG Y,WANG K Y,et al.Streptococcus agalactiae infection in domestic rabbits,Oryctolagus cuniculusJ.Transbound Emerg Dis,2014,61(6):e92-e95.10 GENG Y,WANG K Y,HUANG X L,et al.Streptococcus agalactiae,an emerging pathogen for cultured ya-fish,Schizothorax prenanti,in ChinaJ.Transbound Emerg Dis,2012,59(4):369-375.11 ZHU J J,FU Q,AO Q W,et al.Transcriptomic 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