《Environmental Toxicology and Pharmacology》：Atrazine toxicity in a native fish species
Cnesterodon decemmaculatus: an initial assessment
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本研究评估了含莠灭净90 WG?的除草剂对阿根廷原箱鲡的急性（96h）和亚慢性（336h）毒性，发现亚慢性LC50为13.61 mg/L，显著低于急性（74.03 mg/L）。实验观察到行为异常、胆碱酯酶活性抑制及遗传毒性（核异常频率增加），为评估该农药对水生生态系统的风险提供了依据。
Florencia Nú?ez-Cresto|Fernando Meijide|Tomás Mac Loughlin|Damián Marino|Manuel Flores|Cristina Pérez-Coll|Gabriela Svartz
IIIA-UNSAM-CONICET，环境研究与工程研究所，栖息地与可持续性学院，Miguelete校区，25 de Mayo街和Francia街，San Martín，布宜诺斯艾利斯省，阿根廷
摘要
阿特拉津是一种在水环境中具有高持久性的广泛使用的农药。本研究旨在评估基于阿特拉津的除草剂（Atramyl 90 WG?）对本地鱼类物种Cnesterodon decemmaculatus（Teleostei, Poeciliidae）的毒性。鱼类被暴露在不同的浓度下（0.5 – 100 mg/L），分别进行急性（96小时）和亚慢性（336小时）暴露实验。研究评估了致死性、行为改变、神经毒性和遗传毒性。96小时和336小时的LC50值分别为74.03 mg/L和13.61 mg/L。在10 mg/L浓度下，鱼类的游动速度下降，而在2 mg/L浓度下，鱼类的游动时间反而增加。在最高测试浓度下，观察到乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶活性受到抑制；而在最低浓度下，两种酶的活性均有所增强。遗传毒性评估显示，在1 – 10 mg/L浓度范围内，核出现凹陷和分裂现象。最后，通过风险评估确定了潜在的慢性风险，为阿特拉津的毒性提供了重要证据。
引言
近年来，农业领域农药使用的增加及其对环境的不良影响日益引起关注。截至2021年，全球农业用地面积超过400万公顷，施用的农药总量超过350万吨。1990年至2021年间，近50%的农药为除草剂。阿根廷是除草剂使用量第三大的国家，在农药使用总量方面排名第五（联合国粮食及农业组织[联合国粮食及农业组织，2025年）。自20世纪70年代中期以来，抗除草剂杂草的数量持续增加（Heap，2025年），这促使人们不得不使用更高剂量的农药。由于径流和渗透作用，许多农药会进入附近的水体，而阿特拉津是不同水体中最常见的农药之一（Mac Loughlin等人，2022年；Montiel-León等人，2019年；Pérez等人，2021年）。
阿特拉津（2-氯-4-乙氨基-6-异丙氨基-s-三嗪）是一种用于播种前和出苗后的除草剂，通常用于甘蔗、玉米、高粱等作物，其在阿根廷的最大推荐使用量为5.3 kg/ha。该除草剂通过抑制光合作用来控制阔叶杂草。阿特拉津的水溶性为35 mg/L，其辛醇/水分配系数（log Kow）为2.7（Lewis等人，2016年）。阿特拉津在水中难以光降解（pH 7的缓冲溶液中半衰期为168天），而在土壤中则具有中等持久性（t1/2 = 45天）（Farruggia等人，2016年）。目前有66种杂草对阿特拉津具有抗性，其次是草甘膦（62种抗性杂草，Heap，2025年）。
尽管阿特拉津已在包括欧盟在内的60个国家被禁用，但在阿根廷仍在使用（国际农药行动网络[Pesticide Action Network International PAN，2024年；Sass和Colangelo，2006年]），它是该国进口量第二大的除草剂，仅次于草甘膦，有超过150种商业制剂在阿根廷国家卫生与农业质量局注册（Argentina.gob.ar，2025年）。在阿根廷的地表水中，阿特拉津的检出频率超过80%，最高检出浓度可达86 μg/L（Gagneten等人，2023年）。该除草剂也在地下水样本（Vera-Candioti等人，2021年）和雨水中被检测到（Alonso等人，2018年）。在其他地区，地表水中的阿特拉津浓度通常在0.1至50 μg/L之间，而在农业密集区附近的水体中可高达200 μg/L，但在美国路易斯安那州曾出现过极端浓度（Farruggia等人，2016年）。此外，多项研究显示，在阿特拉津禁用多年后仍能在水体中检测到其存在，表明其具有高度持久性，并对其对水生生物的潜在不良影响提出了警示（Mayer等人，2024年；Vonberg等人，2014年）。在阿根廷，阿特拉津被纳入水质评估标准中，用于人类饮用水保护和水生生物保护，推荐限值为1.5 μg/L和3 μg/L（国家水资源次秘书处[Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación，2003年）。
大量研究表明阿特拉津具有毒性作用，尤其是在水生生物中。在暴露于阿特拉津的Danio rerio、Channa punctatus和Cyprinus carpio等鱼类中观察到了氧化应激反应（Blahová等人，2013年；Nwani等人，2010年；Xing等人，2012年）；在D. rerio和Carassius auratus等鱼类中也发现了遗传毒性效应（Botelho等人，2015年；?ava?，2011年）。此外，多项研究还报道了内分泌紊乱现象，例如Poecilia sphenops幼体的睾酮水平下降和雌二醇水平升高（Vasanth等人，2015年），以及Xenopus laevis的生殖腺异常和雌雄同体现象（Hayes等人，2002年）。还有一些关于阿特拉津对本地物种毒性的研究。Carriquiriborde等人（2023年）发现Odonthestes bonaerensis在接触阿特拉津后内分泌功能受到干扰。此外，在Piaractus mesopotamicus中观察到肝脏和肾脏损伤（de Paiva等人，2017年）。Dionne等人（2021年）研究了长期暴露于阿特拉津对Pimephales promelas幼体的影响，发现第一代幼体的存活率降低，第二代幼体的孵化率也受到影响。其他慢性研究显示，在暴露于阿特拉津的Oryzias latipes雄性中，卵黄生成基因表达增加，但未观察到产卵数量或存活率的变化（Hosmer等人，2017年）。然而，许多研究使用的是化学纯度的阿特拉津，而非商业制剂。商业制剂中的溶剂和表面活性剂可能会与活性成分相互作用，从而增加其毒性，这突显了在毒性测试中使用产品制剂的重要性（Nagy等人，2020年）。
毒性生物测定是评估污染物对非目标生物不良影响的有效工具。鱼类因其易于在实验室条件下饲养，且在其生态链中的作用重要，因此常被用作实验对象（Iglesias等人，2017年）。十斑胎鳉Cnesterodon decemmaculatus（Teleostei, Poeciliidae）是阿根廷、乌拉圭和巴西南部广泛分布的本地鱼类（Lucinda，2005年）。它常被用作蚊子幼虫的生物控制剂（Bonifacio等人，2019年）和环境健康指标（Byrne等人，2021年）。此外，根据阿根廷标准化与认证研究所（IRAM）指南29112（IRAM Instituto Argentino de Normalización y Certificación，2008年），该物种也被推荐用于急性毒性生物测定。近年来，C. decemmaculatus已成为生态毒理学研究的宝贵模型生物，越来越多的研究利用该物种评估农药的影响（Ruiz de Arcaute等人，2023年；Svartz等人，2026年）。然而，目前尚无关于C. decemmaculatus对阿特拉津毒性的研究。因此，本研究的目的是评估商业阿特拉津制剂对C. decemmaculatus的急性和亚慢性致死毒性，为该化合物提供初步数据。同时，还评估了亚致死效应，如神经毒性、遗传毒性和行为变化，以验证阿特拉津是否会对鱼类产生不良影响。最后，进行了确定性风险评估，以评估阿特拉津对C. decemmaculatus>的潜在危害。我们假设阿特拉津会对C. decemmaculatus>产生剂量和暴露时间依赖性的不良影响，包括行为变化、胆碱酯酶活性改变和遗传毒性证据。
化学分析
实验中使用的阿特拉津商业制剂为Atramyl 90 WG?（Tecnomyl S.A.），活性成分浓度为90%。通过液相色谱-串联质谱联用技术分析了商业制剂、测试溶液（0.5、1、2、10 mg/L）以及鱼类采集点溪流水中的阿特拉津浓度。水样首先通过0.45微米孔径的尼龙滤膜过滤（孔径=47 μm），然后采用C18固相萃取（SPE）进行提取。
致死浓度测定
在致死性实验中，24小时时在100 mg/L浓度下记录到死亡现象（24小时LOEC）。120至264小时时，NOEC值为40 mg/L；288小时时降至20 mg/L；从312小时到实验结束，该浓度保持为10 mg/L。急性（96小时）和亚慢性（336小时）暴露时间的LC50值分别为74.03 mg/L和13.61 mg/L（图2），说明336小时时的毒性几乎是急性暴露时的4倍。
行为效应
336小时暴露期间观察到的行为变化见图3。
讨论
近年来，全球范围内为提高生产力而使用的除草剂数量大幅增加，导致水体中这些污染物的浓度升高（Gagneten等人，2023年）。本研究旨在初步评估阿特拉津对广泛分布的本地物种C. decemmaculatus的毒性作用。C. decemmaculatus作为小型昆虫和幼虫的捕食者，在生态系统中起着关键作用。
结论
过去几十年，水环境污染问题日益严重。研究农药的毒性效应有助于评估环境风险。本研究表明，阿特拉津会对C. decemmaculatus>产生负面影响，导致多种生物标志物发生变化。即使在最低测试浓度下也观察到了神经毒性；而在最高浓度下则出现了行为改变。
资助
本研究得到了阿根廷国家科学技术促进局（Agencia Nacional de la Promoción Científica y Tecnológica，项目编号PICT-2018-00921）的支持。
CRediT作者贡献声明
Cristina Pérez-Coll：资源提供、方法论设计、概念构建。Manuel Flores：撰写、审稿与编辑、资源提供、实验研究。Damián Marino：资源提供、实验研究。Mac Loughlin Tomas：撰写、审稿与编辑、资源提供、实验研究。Gabriela Svartz：撰写、审稿与编辑、监督工作、资源提供、项目管理、方法论设计、资金申请、概念构建。Fernando Meijide：撰写、审稿与编辑、软件使用、资源提供、方法论设计、数据整理。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
GS、FM、TML、DM和CPC均为阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET）的研究人员，FNC获得了CONICET的博士奖学金。本研究得到了阿根廷国家科学技术促进局（Agencia Nacional de la Promoción Científica y Tecnológica，项目编号PICT-2018-00921）的资助。同时，感谢Laura Calfayan博士在统计建模和分析方面的贡献。
