草甘膦对水生动物影响的研究进展
摘要：草甘膦作为一种广谱有机磷除草剂前期被认为毒性较低而广泛且大量地应用于农业作业，给人们带来了巨大的经济效益的同时也带来了潜在的危害。近年来研究发现草甘膦不止会残存于土壤，还会随水体迁移，通过生物富集作用对不同水生生物不同时期均有不同程度的不利影响。本文综述了国内外草甘膦对水生动物影响的研究现状，对草甘膦之后要进行的研究进行了展望，以期为该领域的进一步的研究重点提供参考。
关键词：草甘膦； 除草剂； 水生动物； 生态毒性
自1942年人们开始使用2, 4-D等有机化学除草剂防除农田杂草至今已有七十多年的历史[1]，其中最为普遍的在全球范围内使用的应当属草甘膦，一种广谱性有机磷除草剂。草甘膦化学名称为N-膦酸甲基甘氨酸，商品名为镇草宁、农达，因其具有广谱、高效、低毒等优点被广泛地应用于农田、森林、公路及湖泊水体等区域的除草工作，提升饲料品质、干燥与催熟农作物等方面[2]。
而近年来，草甘膦被大量用于我国南方水域防治空心莲子草、水葫芦等外来入侵恶性杂草，呈现出了良好的防治效果[3]。良好的防治效果以及低廉的成本直接导致人们使用草甘膦的量日益增加，仅浙江省草甘膦的每年使用量就在三千吨以上[4]。然而，该类农药虽是属于高效经济类的常用杀虫剂，但其利用率非常低，约在 20% 左右，剩下的 80% 则全部流入环境[5]。在原先使用过草甘膦的农田中再种植草莓、生菜等其他作物，发现草莓、生菜等作物中仍会含有草甘膦[6]。且草甘膦不止会存在于土壤中，还会随雨水、灌溉水下渗，污染地下水，在土壤、水体中残留和迁移[2]，经过生物富集与食物链的传递和逐级浓缩、放大等作用，对生物和环境造成很大的危害[5]。其中，众多学者又通过实验证明了水生动物对草甘膦的毒性敏感程度较哺乳动物的更高[7]。本文系统地归纳了草甘膦对不同水生动物的毒性作用，就近年来对草甘膦的研究作一综述,以期为草甘膦的使用以及水生动物的保护提供一定的科学方法和理论依据，并为今后合理利用草甘膦提供参考。
1.草甘膦对水生无脊椎动物的影响
草甘膦对水生无脊椎动物有一定毒害作用，特别是繁殖能力的抑制。李娇等［8］研究显示草甘膦对海胆胚胎各发育期均有一定毒性作用。之后Coacute;rdova等［9］发现长期暴露于环境相关浓度的草甘膦（草甘膦中位有效浓度，EC50=1.6 mg·L-1）会损害涡虫的生殖力和受精率。Cuhra等［10］的研究提示，水蚤母体暴露在0.05 mg·L-1的草甘膦水体中55 d后，水蚤幼体的体积缩小，随着暴露剂量的提高，水蚤母体的繁殖能力受到进一步的影响，流产率随之逐步提高。蔡小宇团队[11]实验得出结论草甘膦在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应，在草甘膦暴露浓度为25 mg·L-1时,可以显著延长大型溞首次产卵时间,且在长期暴露的慢性毒性处理组中发现了幼溞死亡或畸形现象。
2.草甘膦对鱼类的影响
研究表明草甘膦对鱼类的作用针对不同的物种效果而不同。同时一定剂量的草甘膦处理会引起鱼类生理代谢方面的改变。朱国念等[12]发现41%草甘膦异丙胺盐水剂对麦穗鱼的急性毒性属低毒，实验结果还呈现了明显的剂量—效应正相关性。廖艺钰团队[13]进行的急性毒性实验表明草甘膦对斑马鱼是高毒农药，同样也有剂量效应。在草甘膦浓度达到 2. 0 mg /gL 以上时，24 h 内试验鱼全部死亡；草甘膦的浓度达到3. 0 mg /gL 时，2 h 内个别鱼开始出身体不平衡的现象，8 h 后在底部挣扎，严重失衡，12 h 内全部鳃部充血死亡。傅建炜等[14]实验发现草甘膦对草鱼、鲢鱼和鲫鱼也属高毒农药，他们用41%草甘膦异丙胺盐水剂对草鱼、鲢鱼和鲫鱼处理96 h，得到的 LC50值分别为0.2518、0.2588、0.2599 mg/L(以草甘膦计)，并观察到鱼中毒逐渐死亡过程中有鳃红现象。南旭阳等[15]的研究表明草甘膦制剂对泥鳅具有较大的毒性，对泥鳅体内的淋巴细胞和白细胞的产生有一定的影响，过量使用草甘膦甚至可能会导致农田中泥鳅绝迹。廖艺钰团队[13]进行的草甘膦对斑马鱼慢性毒性实验结果表明，草甘膦农药会显著得抑制乙酰胆碱酯酶的活性。Glusczak团队[16]用草甘膦制剂处理导致银鱼肝脏中葡萄糖含量的减少，脑中乙酰胆碱脂酶活性降低，但肌肉中葡萄糖、脂质过氧化物等含量增加，肝脏和肌肉乳酸增加。范瑾煜等[17]对草甘膦酸及其制剂(Roundup)低浓度长期暴露对鲫鱼的生态毒性，结果显示草甘膦酸和其制剂促进了鲫鱼肝脏自由基的产生。Kathya A等[18]用草甘膦制剂 (Roundup Transorb) 处理条纹鲮脂鲤，表现为条纹鲮脂鲤血液中的血球容积增加，红细胞核和白细胞数量增加，体内的抗氧化酶如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和谷胱甘肽含量等发生变化，96 h后乙酰胆碱脂酶活性降低。Ccedil;avaş等[19]研究了草甘膦制剂(Roundup)对金鱼的急性毒性，结果表明草甘膦制剂与金鱼细胞的微核率、细胞核核异常及链断裂损伤等存在着明显的浓度剂量效应关系。也有研究发现草甘膦可以诱导鱼类的发育，生殖和表观遗传效应，具有内分泌干扰作用。0.5 mg·L-1的草甘膦会减少日本青鳉鱼的累积孵化成功率，并增加鱼苗的发育异常[20]。
3.草甘膦对两栖类、爬行类的影响
草甘膦对两栖类动物同样有一定的毒性，会对他们的生理造成影响。如Relyea等[21]研究发现使用草甘膦 (Roundup) 会造成蝌蚪 (Bufo americanus, Hyla versicolor, Rana sylvatica, R. pipiens, R. clamitans, R. catesbeiana)大量死亡。另一些研究还指出蝌蚪的种群密度越大，草甘膦所造成的毒害越强。肖永红团队[22]实验得出结论亚致死剂量( LC50以下)的草甘膦溶液虽然不会引起中华大蟾蜍蝌蚪的大量死亡，却可通过抑制蝌蚪的生长发育、干扰其生理功能如运动频率等影响它们的正常生活，从而降低蝌蚪对环境的适合度。Mann等[23]研究了草甘膦对四种澳大利亚青蛙(Crinia insignifera, Heleioporus eyrei, Limnodynastes dorsalis, Litoria moorei) 的毒性，草甘膦制剂(Roundup)48 h的LC50相当于草甘膦酸为3~12 mg·L-1，其中成年蛙对其有很强的耐受能力。不同的是使用田间剂量的另一种草甘膦制剂(Vision MAX)对幼年绿蛙(Lithobates clamitans)没有明显的毒性，仅对感染率和肝脏体细胞指数略有影响[24]，他们猜测这可能和不同制剂中表面活性剂的成分不同有关。Lajmanovich和他的团队[25]发现使用草甘膦制剂(Roundup Ultra-Max (ULT), Infosato (INF), Glifoglex, C-K YUYOS) 能够对青蛙产生毒害，降低了青蛙 (Rhinella arenarum)乙酰胆碱脂酶和谷胱甘肽酶的活性。南旭阳等[26]研究草甘膦对蟾蜍外周血红细胞微核及核异常的影响时发现不同浓度对蟾蜍的红细胞微核率和核异常率均有一定程度的影响，但无显著的剂量效应。
相对于两栖类，草甘膦对爬行类的影响较小。Poletta等[27]将在发育早期的鳄鱼胚胎暴露于不同浓度(50、100、200、300、400、500、750、1 000、1 250、1 750mu;g/颗胚胎)的草甘膦，结果表明，当草甘膦暴露浓度超过500mu;g/颗胚胎时,DNA损伤较显著增加；此外，草甘膦暴露还可导致一部分鳄鱼胚胎出现畸形。实验发现草甘膦制剂能够影响红耳滑龟( Tra- chemys scripta elegans) 胚胎发育，在较低浓度处理下孵出个体变化不明显，但高浓度下孵出个体较小[28]。当研究对象是中华鳖时，一定浓度范围草甘膦除草剂暴露对中华鳖胚胎发育的影响较小，不改变孵出幼体的表型及其生理表现[29]。
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