硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘对吉富罗非鱼的急性毒性及组织病理学研究

戴瑜来, 王宇希, 许宝青, 戴杨鑫, 林启存, 蔡丽娟

戴瑜来, 王宇希, 许宝青, 戴杨鑫, 林启存, 蔡丽娟. 硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘对吉富罗非鱼的急性毒性及组织病理学研究[J]. 南方水产科学, 2023, 19(6): 116-126. DOI: 10.12131/20230093
引用本文: 戴瑜来, 王宇希, 许宝青, 戴杨鑫, 林启存, 蔡丽娟. 硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘对吉富罗非鱼的急性毒性及组织病理学研究[J]. 南方水产科学, 2023, 19(6): 116-126. DOI: 10.12131/20230093
DAI Yulai, WANG Yuxi, XU Baoqing, DAI Yangxin, LIN Qicun, CAI Lijuan. Study on acute toxicity and histopathology of copper sulfate, trichlorfon and povidone-iodine to GIFT tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. South China Fisheries Science, 2023, 19(6): 116-126. DOI: 10.12131/20230093
Citation: DAI Yulai, WANG Yuxi, XU Baoqing, DAI Yangxin, LIN Qicun, CAI Lijuan. Study on acute toxicity and histopathology of copper sulfate, trichlorfon and povidone-iodine to GIFT tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. South China Fisheries Science, 2023, 19(6): 116-126. DOI: 10.12131/20230093

硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘对吉富罗非鱼的急性毒性及组织病理学研究

基金项目: 杭州市农业科技协作与创新攻关项目 (202209TD16);杭州市科技特派员专项 (20221122I35);杭州市农科院科技创新与示范推广基金项目 (2022HNCT-01)
详细信息
    作者简介:

    戴瑜来 (1986—),男,工程师,硕士,研究方向为水产病害防治与水域环境监测。E-mail: dylaiuai111@163.com

  • 中图分类号: S 948

Study on acute toxicity and histopathology of copper sulfate, trichlorfon and povidone-iodine to GIFT tilapia (Oreochromis niloticus)

  • 摘要:

    为评估水产养殖中常用药物——硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘的合理给药量及其安全性,以及对吉富罗非鱼 (Oreochromis niloticus) 的毒害作用,采用静态急性毒性试验法,研究了这3种药物对吉富罗非鱼鱼苗的急性毒性及组织病理影响。结果表明,硫酸铜对吉富罗非鱼24、48和96 h的半致死浓度 (LC50) 分别为13.715、10.351和5.896 mg∙L−1,安全浓度 (SC) 为1.769 mg∙L−1;敌百虫对吉富罗非鱼24、48和96 h的LC50分别为43.036、25.887 和16.689 mg∙L−1,SC为2.810 mg∙L−1;聚维酮碘对吉富罗非鱼24、48和96 h的LC50分别为10.509、9.301和8.674 mg∙L−1,SC为2.190 mg∙L−1。组织病理学研究结果显示,硫酸铜暴露可造成鳃丝轮廓模糊不清、鳃组织空泡化,肝组织空隙变大、空泡化、细胞核萎缩,脑组织神经纤维出现破损、细胞凋亡,肾小管结构破坏、核膜破损;敌百虫暴露可造成鳃组织破坏、细胞凋亡,肝组织无核化、线粒体肿胀及空泡化,脑组织神经纤维破损、核固缩,肾间质出血;聚维酮碘暴露可造成鳃丝萎缩、线粒体双层膜结构不完整,肝组织空泡化、细胞出现凋亡,神经纤维轻微破损。研究表明,硫酸铜、敌百虫、聚维酮碘对于该研究规格的吉富罗非鱼是较为安全的药物,但需谨慎控制使用剂量,以免造成不可逆的组织损伤。

    Abstract:

    In order to evaluate the reasonable dosage and safety of copper (II) sulfate, metrifonate and povidone-iodine, which are commonly used in aquaculture, and their toxic effects on GIFT tilapia (Oreochromis niloticus), we tested their acute toxicity and histopathological effects on GIFT tilapia under hydrostatic conditions. The results show that the LC50s (24, 48 and 96 h) of copper sulfate were 13.715, 10.351 and 5.896 mg∙L−1, respectively, and the safety concentration was 1.769 mg∙L−1. The LC50s (24, 48 and 96 h) of trichlorfon were 43.036, 25.887 and 16.689 mg∙L−1, respectively, and the safety concentration was 2.810 mg∙L−1. The LC50s (24, 48 and 96 h) of povidone iodine were 10.509, 9.301 and 8.674 mg∙L−1, respectively, and the safety concentration was 2.190 mg∙L−1. Histopathological observation suggests that copper sulfate exposure can cause blurred gill filament outline, vacuolation of gill tissue, enlargement of liver tissue gap, vacuolation and nuclear atrophy, damage of nerve fibers in brain tissue, cell apoptosis, damage of renal tubular structure and nuclear membrane. Trichlorfon exposure can cause gill tissue damage and cell apoptosis, liver tissue denuclearization, mitochondrial swelling and vacuolation, brain tissue nerve fiber damage, nuclear pyknosis and renal interstitial hemorrhage. Exposure to povidone iodine can cause atrophy of gill filaments, incomplete structure of mitochondrial bilayer membrane, vacuolation of liver tissue, apoptosis of cells, and slight damage of nerve fibers. In conclusion, copper sulfate, trichlorfon and povidone iodine are relatively safe drugs for tilapia, but their dosage should be carefully controlled to avoid irreversible tissue damage.

  • 为拓展海水养殖空间、应对近岸水质污染加剧问题及寻求更高的海域利用率,近年来我国大力支持依托桁架网箱发展深远海养殖并取得一定成效[1]。桁架网箱型式多样,有半潜式、全潜式、坐底式、自升式等。其中,自升式桁架网箱作为一种新型网箱,目前建成下水的仅有“湾区横洲号”和“联塑L001”两座,凭借养殖主箱体可沿桩腿下潜入水的结构特性,在极端海况条件下网箱可以有效减小波流载荷冲击,保护设施及养殖生物安全,为更好地适应深远海养殖极端环境、降低养殖风险、提升养殖收益提供了一种选择。

    凭借着高性价比优势,高密度聚乙烯重力式 (HDPE) 深水网箱是目前发展深远海养殖的主要设施,相关技术较为成熟,关于其研究也开展得比较全面,涉及网箱及网衣水动力[2-5]、浮架结构强度[6-7]、锚泊技术[8-9]等。目前大型桁架网箱研究也主要集中在水动力分析、系泊分析、桁架主体结构安全等方面。水动力方面,不少学者采用物理模型实验的方式进行验证[10-11],此类验证方法虽有较好的模拟效果,但实验周期较长,模拟实验所需材料循环利用率较低。随着海工分析软件的不断发展,也有利用计算机技术开展数值模拟研究的,例如崔勇等[12]分析比较了双层网底网箱与单层网底网箱的受力运动模型,为多层网底鲆鲽网箱设计优化提供了理论依据;张婧等[13]、Lei等[14]利用海洋工程软件OrcaFlex对深海网箱模型进行水动力分析;陈炫光等[15]分析了串联浮筒的大小、位置对船型网箱水动力特性的影响。此类方法极大地促进了海工软件与深海网箱的结合,为深海网箱水动力评估提供了高效的参考方法。系泊方面,张新昊[16]、张松等[17]针对系泊方案进行了对比优选;黄小华等[18]比较分析了一种半潜式桁架结构渔场平台在3种系泊方式、3种压载状态和6种波况条件下的动力响应情况,该研究结果为今后我国半潜式渔场平台发展提供了一定的理论参考。此外,不少学者在新的领域不断尝试,开展网箱养殖与海上风电领域融合发展、平台系泊张力评估新方法等方面的探索研究[19-22]。而针对桁架主体结构安全方面,李贺[23]评估了某大型网架式深海网箱的结构安全性,对设计不合理之处提出了改进措施;孙树政等[24]在不考虑网衣的作用下,对单个网箱模块浮架结构屈服强度进行校核;此外,类似的研究还有柴佳瑜等[25]、李昊瑾[26]、汤建锋[27]对不同环境载荷作用下网箱的强度进行了校核分析。综上所述,大部分学者在对网箱整体结构强度进行探讨时针对网衣部分的处理均考虑未系缚或采用简化模拟的形式,极少学者将研究方向聚焦于桁架网箱结构响应评估时网衣及网衣不同参数对其影响的程度。

    由于自升式桁架网箱是一种新型网箱,关于其研究还比较有限,庞国良等[28]针对一种8桩腿自升式桁架网箱,基于ANSYS/Mechanical通过求解不同工况下网箱各部件结构变形情况及应力分布评估网箱结构安全性,并验证了这种型式网箱对极端环境条件的适用性,同样的方法也被用于对一种单桩腿八边形可组合式单元升降网箱的安全性分析[29],但网箱模型也仅考虑了网箱主体结构,忽略了网衣系统对网箱结构响应评估结果的影响。因此,本研究以自升式桁架网箱为研究对象,通过构建包含网衣系统的自升式桁架网箱模型,旨在探明网衣系统对桁架网箱结构响应的影响。

    本研究基于SESAM软件开展相关仿真计算。首先建立了有无网衣的自升式桁架网箱数值模型,开展了不同工况下网箱结构响应仿真计算,从桩腿支反力及网箱桁架结构强度校核结果方面,对比分析了有无网衣对网箱结构响应的影响;然后基于附带网衣的网箱数值模型,进一步探讨了网衣不同群化比及不同数量系缚纲绳对桁架网箱结构响应评估的影响,研究可为大型桁架网箱结构响应评估提供技术参考。

    本研究对象为一种8桩腿自升式桁架网箱 (图1-a),网箱总长为133 m,总宽为70 m,主体高为10.3 m,分为6个养殖区,养殖水体总计约9×104 m3。网箱包括网箱主体框架、桩腿以及网衣系统3个部分,其中网衣通过纲绳系缚于网箱主体框架相邻桁架管上来构造养殖水体空间,网箱每个养殖区网衣形状类似于椭圆柱体 (图1-b),其中横轴长度为34 m,纵轴长度为24 m,高度为9.6 m,采用方形网目网衣作为网衣材料,网目目脚长度为60 mm,网线直径为3.5 mm,网箱主体可沿桩腿进行上下移动以满足不同工况需要,网箱桩腿及主体框架所使用的材料为Q345钢,网衣材料为尼龙,详细的网箱结构参数见表1。需要说明的是,本研究主要探讨网衣结构及部分网衣参数对网箱整体结构响应评估的影响,因此仅考虑了网箱主体框架上部处于水面以上的正常作业状态,吃水深度为9.3 m。

    图  1  自升式桁架网箱示意图
    Fig. 1  Diagram of jack-up truss net cage
    表  1  自升式桁架网箱尺寸及参数
    Table  1  Principal dimensions and material parameters of jack-up truss net cage
    参数 Parameter数值 Value
    网箱总长 Cage length/m 133
    网箱总宽 Cage width/m 70
    主体框架高度 Cage height/m 10.3
    作业水深 Operation water depth/m 22
    网箱吃水 Cage draught/m 9.3
    桩腿高度 Leg height/m 26
    网衣长度 Net length/m 34
    网衣宽度 Net width/m 24
    网衣高度 Net height/m 9.6
    网衣网目尺寸 Mesh size of net/mm 60
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    网衣在宏观尺度上是由数万计的细小网目组成,就本研究而言,网目目脚长度为60 mm,而网衣为长34 m×宽24 m×高9.6 m,如果对网衣采用考虑实际网目尺寸的精细建模方式,建模及计算成本将十分巨大。网目群化技术是将网衣中相邻多个实际网目合并成一个“大网目” (图2-a),进而在仿真中极大地减少了计算成本。本研究根据一种改进的网目群化方法对自升式网箱网衣进行等效简化[30],该方法重点考虑了网衣等效前后的水动力影响,根据Morison方程调整水动力系数,保持网衣等效前后所受水动力相同。为探讨网衣在不同群化比条件下对网箱结构响应的影响,本研究考虑了30×30 (即将30×30个网目等效为1个网目) 、40×40和50×50 3种网衣群化比。不同网衣群化比下的网衣群化后示意图见图2-b。

    图  2  网目群化示意图 (a) 及不同群化比网衣群化后的网衣模型 (b)
    Fig. 2  Diagram of mesh grouping (a) and net models with different mesh grouping ratios (b)

    考虑到本研究中的自升式桁架网箱主体部分均为桁架管结构,桩腿和网衣均为细长杆件,因此在SESAM/GeniE建模中,将模型全部模拟成梁单元。此外,由于该网箱在长度和宽度方向均为轴对称结构,因此建模中仅需构建四分之一网箱模型,然后通过镜像操作便可实现网箱全部模型的建立。

    坐标系及网箱载荷方向见图3。其中,坐标原点位于网箱艉部中心处,x轴指向网箱艏部为正,y轴指向网箱左侧为正,z轴向上为正,将沿x轴正向定义为0° 环境载荷方向,沿y轴正向定义为90° 环境载荷方向。

    图  3  坐标系及环境载荷方向定义
    Fig. 3  Coordinate definition and environmental loading direction

    由于本研究主要关注网箱主体结构响应,因此在建模中忽略了网箱桩靴和桩土的相互作用,在模型边界条件处理上,直接约束了8个桩腿底部节点所有方向自由度。网衣部分则是以网箱主体框架为基础,连接网衣至相邻桁架管上。最终建立的无网衣和有网衣的自升式桁架网箱数值模型见图4,随后通过上述模型研究网衣及不同网衣系缚方式对自升式桁架结构的影响,并以桩腿支反力和桁架利用系数 (Utilization factor, UF) 值的形式输出对比分析。

    图  4  自升式桁架网箱数值模型
    Fig. 4  Numerical model of jack-up truss net cage

    网箱在实际作业中主要受到风、浪、流载荷作用。本研究的自升式网箱水线以上受风部件主要是8根桩腿,对网箱整体结构而言其受风载影响较小,因此分析中主要考虑波浪和海流两种载荷。另外,考虑到自升式网箱为轴对称结构 (图3),波流载荷方向上只考虑0°、45°、90° 3个方向。

    自升式桁架网箱主要构件均为细长桁架管,相对于波浪波长而言为典型的小尺度细长构件,因此网箱结构所受波浪力可以利用Morison 公式进行计算,对于细长圆杆结构,所受到波浪力为:

    $$ F_{ {{\rm{wave}} }}{\text{=}}\frac{1}{2} C_{\mathrm{d}} \rho D_{\rm{u}}|U|{\text{+}}C_{\rm{m}} \rho \frac{\pi D^2}{4} \frac{\partial u}{\partial {t}} $$ (1)

    式中:$ {C}_{\mathrm{d}} $ 为拖曳力系数;$ {C}_{\mathrm{m}} $为惯性力系数;$ \rho $为海水密度 (kg·m−3);D为桩柱直径 (m);$ {U} $为桩柱轴线处水质点的水平方向速度 (m·s−1);本研究取拖曳力系数 $ {C}_{\mathrm{d}}{\text{=}}0.7 $和惯性力系数 $ {C}_{\mathrm{m}}{\text{=}}1.2 $

    对于海流载荷,根据稳定流动条件下的杆件阻力数学表达,可以得出桁架杆结构所受到海流力为:

    $$ F_{\mathrm{c}}{\text{=}}\frac{1}{2} \rho C_{\rm{d}} A V_{\rm{c}}^2 $$ (2)

    式中:$ \rho $ 为海水密度 (kg·m−3);$ {C}_{\mathrm{d}} $ 为阻力系数,$ A $ 为迎流面积 (m2);$ {V}_{\mathrm{c}} $ 为海流流速 (m·s−1)。

    波浪载荷方面,本研究考虑使用自升式网箱正常作业条件下的极端波浪载荷[21]来探讨网衣及不同网衣参数对自升式桁架网箱结构响应的影响,此时波高为6 m,波浪周期为10.8 s,波浪方向考虑0°、45°、90° 3个方向。海流载荷方面,以0.25 m·s−1为间隔,从0~1.5 m·s−1不等的流速条件,海流方向与波浪同向。波浪相位角选取对网箱结构安全校核十分重要,由于本研究重点探究网衣对网箱结构响应计算结果的影响,因此波浪相位角方面,直接采用庞国良等[28]中的结果,具体计算工况见表2

    表  2  网箱结构响应计算工况
    Table  2  Loading conditions of structural response of cage
    工况
    Loading condition
    载荷方向
    Loading direction/(°)
    流速
    Current velocity/(m·s−1)
    相位角
    Phase angle/(°)
    工况
    Loading condition
    载荷方向
    Loading direction/(°)
    流速
    Current velocity/(m·s−1)
    相位角
    Phase angle/(°)
    LC1 0 0 75 LC12 45 1.00 90
    LC2 0 0.25 75 LC13 45 1.25 90
    LC3 0 0.50 75 LC14 45 1.50 90
    LC4 0 0.75 75 LC15 90 0 102
    LC5 0 1.00 75 LC16 90 0.25 102
    LC6 0 1.25 75 LC17 90 0.50 102
    LC7 0 1.50 75 LC18 90 0.75 102
    LC8 45 0 90 LC19 90 1.00 102
    LC9 45 0.25 90 LC20 90 1.25 102
    LC10 45 0.50 90 LC21 90 1.50 102
    LC11 45 0.75 90
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    根据表2所列计算工况,开展自升式桁架网箱有无网衣状态下的结构响应计算。对于自升式网箱来说,在外部载荷作用下桩腿是支撑网箱的最关键部件,因此以桩腿支反力作为网箱结构响应评估结果的一个指标。此外,网箱主体桁架管的强度校核作为评估网箱结构安全的关键,其作为网箱结构响应评估结果的另一个指标。在SESAM/GeniE中,梁单元的校核结果可以直接以UF值的形式自动输出,本研究中网箱桁架管被模拟为梁单元,选择通过UF值来反映桁架管的强度校核结果。

    0°、45° 和90° 波流方向条件,网箱有无网衣状态下各个桩腿支反力计算结果见图5图7。由于网箱结构对称性,0° 波浪方向下,桩腿2&6、1&5、3&7、4&8的支反力基本相同,90° 波浪方向下,桩腿1&4、2&3、5&8、6&7的支反力基本相同。从图中可以看出,除个别工况条件可能受到波浪相位选择的影响,不同波流方向下有网衣网箱的桩腿支反力基本均大于无网衣网箱的,并且随着流速的增加网箱在有无网衣状态下的桩腿支反力差值增大。

    图  5  0° 波浪反向下网箱桩腿支反力
    Fig. 5  Leg reaction force in 0° wave direction
    图  7  90° 波浪方向下网箱桩腿支反力
    Fig. 7  Leg reaction force in 90° wave direction

    表3为不同工况条件网箱有无网衣状态下的主体桁架结构最大UF值。可以看出,考虑网衣后,网箱主体桁架UF值明显增大,比如在工况LC7中,两者相差近26%,并且随着流速的增加UF值不断增大。

    表  3  有无网衣的利用系数值
    Table  3  Utilization factor value with net and without net
    工况
    Loading condition
    有网衣
    With net
    无网衣
    Without net
    工况
    Loading condition
    有网衣
    With net
    无网衣
    Without net
    工况
    Loading condition
    有网衣
    With net
    无网衣
    Without net
    LC1 0.66 0.59 LC8 0.74 0.67 LC15 0.30 0.26
    LC2 0.67 0.59 LC9 0.76 0.67 LC16 0.30 0.28
    LC3 0.69 0.60 LC10 0.77 0.68 LC17 0.31 0.30
    LC4 0.71 0.61 LC11 0.79 0.69 LC18 0.35 0.30
    LC5 0.74 0.61 LC12 0.80 0.70 LC19 0.36 0.31
    LC6 0.77 0.62 LC13 0.82 0.71 LC20 0.45 0.35
    LC7 0.81 0.64 LC14 0.84 0.72 LC21 0.50 0.43
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    图  6  45° 波浪反向下网箱桩腿支反力
    Fig. 6  Leg reaction force in 45° wave direction

    从网箱桩腿支反力和桁架结构强度的校核结果可以看出,网衣对网箱主体结构的响应评估有较大影响,尤其是在高流速条件下,网衣的存在会大幅增加网箱桩腿受力和桁架UF值,说明在进行桁架网箱结构响应评估时不可忽略网衣的作用。

    在自升式桁架网箱结构响应仿真评估中,上文论证了网衣部件作用不可忽略,但在实际建模过程中,由于网目尺寸较小,网衣建模均需要进行群化处理。为了评估不同网衣群化比对网箱结构响应评估的影响,根据2.2所述,在不改变网线直径的情况下,分别建立了30×30、40×40和50×50网衣群化比下自升式网箱模型。计算工况方面,根据3.1的结果,在0°、45° 和90° 方向分别选取工况LC5、LC12和LC19进行计算,同样通过桩腿支反力和桁架结构强度校核结果开展相关评估。

    图8中可以看出,在不同工况、不同网衣群化比条件下,桩腿支反力相差不大,最大差值出现在45° 波浪方向工况LC12,桩腿3支反力在网衣群化比为50×50时为1 990 566.486 N,网衣群化比为30×30时为1 836 066 N,两者相差8.4%。从表4中可以看出,在不同工况、不同网衣群化比条件下,网箱桁架UF值相差也不大,最大差值出现在工况LC5,50×50和40×40群化比间,相差0.07,可见不同群化比的网衣对自升式深海网箱整体结构强度计算的影响不大。此外,在数值仿真中,若重点关注的是桁架结构响应情况,且为获得更高的仿真计算效率,可以选择较大的网目群化比对网箱网衣部分进行群化处理。

    图  8  不同群化比下不同波浪方向桩腿支反力
    Fig. 8  Leg reaction force in different wave directions with different mesh grouping ratios
    表  4  不同群化比下的的利用系数值
    Table  4  Utilization factor values with different mesh grouping ratios
    群化比
    Grouping ratio
    LC5LC12LC19
    30×300.750.770.30
    40×400.740.800.36
    50×500.810.830.35
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    作为网衣与网箱主体框架的连接部分,网衣在布设时不同数量的系缚纲绳可能会对网箱整体结构响应有影响,通过设置8、16、24和32根系缚纲绳,同样在0°、45° 和90° 方向分别选取工况LC5、LC12和LC19开展相关计算,系缚纲绳及系缚点位置如图9所示。

    图  9  系缚纲绳及系缚点位置
    注:空心圆代表上系缚点的编号,实心圆代表下系缚点的编号。
    Fig. 9  Position of tying rope and tying point
    Note: The hollow circles represent upper tie points No. and the solid circles represents lower tie points No..

    不同波浪方向下不同数量系缚纲绳的网箱对应的桩腿支反力如图10所示。可以看出,在45°波浪方向下,8根与32根系缚纲绳网箱的5号桩腿支反力差值最大 (9.8%),其余桩腿支反力的变化不大。对比表5中不同系缚纲绳数量下的UF值,不难看出最大差值出现在LC12的8根系缚纲绳的网箱与24、32根系缚纲绳的网箱上,但仅相差0.05,因此,网衣系缚纲绳数量对桩腿支反力和网箱桁架结构强度校核结果影响不大。

    图  10  不同波浪方向下不同系缚纲绳数量的框架所对应的桩腿支反力
    Fig. 10  Leg reaction force with different number of tying ropes in different wave directions
    表  5  不同系缚绳数量下的利用系数值
    Table  5  Utilization factor values with different number of tying ropes
    系缚纲绳数量 Number of tying ropeLC5LC12LC19
    80.750.770.32
    160.740.800.36
    240.750.820.34
    320.750.820.33
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    图11为不同数量系缚纲绳下网箱系缚纲绳在3个波浪方向下的平均张力,可以看出3个波浪方向下,随着系缚纲绳的增加,系缚的平均张力明显减少。因此,为保证网衣系缚安全,在网衣制作中增加系缚纲绳是易于操作的有效手段。

    图  11  不同数量系缚纲绳的平均张力
    Fig. 11  Average tension with different number of tying ropes

    本研究针对自升式桁架网箱,着重探究了网衣对网箱结构响应评估的影响,通过构建网箱仿真计算模型,分析了在有无网衣及不同网衣参数条件下的网箱主体结构响应。结果表明:1) 网衣对网箱主体结构强度存在较大影响,尤其在高流速条件下,网衣的存在会大幅增加网箱桩腿及主体结构的受力,证明在校核网箱结构强度时不可忽略网衣的作用;2) 通过对比30×30、40×40、50×50这3组不同网目群化比下的桩腿支反力和UF值,发现不同群化比下的网衣对自升式桁架网箱整体结构强度和网箱桩腿受力的影响变化不大,在数值仿真中可以考虑使用较大的群化比来提升计算效率;3) 通过对8、16、24和32根系缚纲绳下的网箱桩腿支反力、网箱主体UF值以及系缚纲绳的平均张力对比分析,可以看出网衣系缚纲绳数量对网箱整体结构强度评估和网箱桩腿受力基本无影响,但增加系缚绳可以有效减少系缚点受力。由于本研究是基于SESAM/Genie梁单元模拟网衣网线,未考虑网衣柔性变形特性以及网衣系缚后的缩结效应等,后续将进一步考虑实际情况,深化相关研究。

  • 图  1   不同药物作用下鳃组织的变化

    注:a. 对照组;b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组;c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组;d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组。

    Figure  1.   Changes of gill by different drugs

    Note: a. Control group; b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment; c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment; d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment.

    图  2   不同药物作用下肝组织的变化

    注:a. 对照组;b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组;c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组;d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组。

    Figure  2.   Changes of liver by different drugs

    Note: a. Control group; b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment; c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment; d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment.

    图  3   不同药物作用下脑组织的变化

    注:a. 对照组;b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组;c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组;d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组。

    Figure  3.   Changes of brain by different drugs

    Note: a. Control group; b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment; c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment; d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment.

    图  4   不同药物作用下肾组织的变化

    注:a. 对照组;b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组;c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组;d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组。

    Figure  4.   Changes of kidney by different drugs

    Note: a. Control group; b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment; c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment; d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment.

    图  5   不同药物作用下鳃组织的变化 (透射电镜)

    注:a. 对照组 (15 000×);b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组 (8 000×);c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组 (8 000×);d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组 (15 000×)。

    Figure  5.   Changes of gill by different drugs (TEM)

    Note: a. Control group (15 000×); b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment (8 000×); c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment (8 000×); d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment (15 000×).

    图  6   不同药物作用下肝组织的变化 (透射电镜)

    注:a. 对照组 (8 000×);b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组 (7 000×);c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组 (25 000×);d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组 (10 000×)。

    Figure  6.   Changes of liver by different drugs (TEM)

    Note:a. Control group (8 000×); b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment (7 000×); c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment (25 000×); d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment (10 000×).

    图  7   不同药物作用下脑组织的变化 (透射电镜)

    注:a. 对照组 (10 000×);b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组 (8 000×);c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组 (8 000×);d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组 (8 000×)。

    Figure  7.   Changes of brain by different drugs (TEM)

    Note: a. Control group (10 000×); b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment (8 000×); c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment (8 000×); d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment (8 000×).

    图  8   不同药物作用下肾组织的变化 (投射电镜)

    注:a. 对照组 (8 000×);b. 8.435 mg∙L−1硫酸铜处理组 (8 000×);c. 28.284 mg∙L−1敌百虫处理组 (10 000×);d. 16.870 mg∙L−1聚维酮碘处理组 (10 000×)。

    Figure  8.   Changes of kidney by different drugs (TEM)

    Note: a. Control group (8 000×); b. 8.435 mg∙L−1 copper sulfate treatment (8 000×); c. 28.284 mg∙L−1 trichlorfon treatment (10 000×); d. 16.870 mg∙L−1 povidone-iodine treatment (10 000×).

    表  1   用药浓度

    Table  1   Concentrations of test drugs

    药物 Drug质量浓度 Mass concentration/(mg∙L−1)
    IIIIIIIVV
    硫酸铜 Copper sulphate 1.500 2.667 4.743 8.435 15.000
    敌百虫 Trichlorfon 10.000 14.142 20.000 28.284 40.000
    聚维酮碘 Povidone-iodine 3.000 5.335 9.487 16.870 30.000
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    表  2   硫酸铜对吉富罗非鱼的毒性试验结果

    Table  2   Toxicity test results of copper sulfate on GIFT tilapia

    质量浓度
    Mass concentration/
    (mg∙L−1)
    试验鱼数
    Number of tests/
    平均死亡率
    Average mortality
    LC50 及 95% 置信区间
    LC50 and 95% confidence interval/(mg∙L−1)
    安全浓度
    SC/(mg∙L−1)
    24 h48 h96 h24 h48 h96 h
    1.500300.0000.0000.00013.715
    (10.800~17.417)
    10.351
    (7.925~13.519)
    5.896
    (4.860~7.152)
    1.769
    2.667300.0000.0000.067
    4.743300.0000.1220.344
    8.435300.1110.3330.711
    15.000300.5440.6891.000
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    表  3   敌百虫对吉富罗非鱼的毒性试验结果

    Table  3   Toxicity test results of trichlorfon on GIFT tilapia

    质量浓度
    Mass concentration/
    (mg∙L−1)
    试验鱼数
    Number
    of tests/尾
    平均死亡率
    Average mortality
    LC50 及 95% 置信区间
    LC50 and 95% confidence interval/(mg∙L−1)
    安全浓度
    SC/(mg∙L−1)
    24 h48 h96 h24 h48 h96 h
    10.000 30 0.000 0.044 0.100 43.036
    (36.065~51.356)
    25.887
    (20.473~32.733)
    16.689
    (13.589~20.496)
    2.810
    14.142 30 0.033 0.089 0.367
    20.000 30 0.000 0.156 0.611
    28.284 30 0.100 0.578 0.944
    40.000 30 0.156 0.890 1.000
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    表  4   聚维酮碘对吉富罗非鱼的毒性试验结果

    Table  4   Toxicity test results of povidone-iodine on GIFT tilapia

    质量浓度
    Mass concentration/
    (mg∙L−1)
    试验鱼数
    Number of tests/

    平均死亡率
    Average mortality
    LC50 及 95% 置信区间/mg∙L−1
    LC50 and 95% confidence interval/(mg∙L−1)
    安全浓度
    SC/(mg∙L−1)
    24 h48 h96 h24 h48 h96 h
    3.000 30 0.000 0.00 0.00 10.509
    (8.135~13.576)
    9.301
    (7.457~11.615)
    8.674
    (7.164~10.503)
    2.190
    5.335 30 0.078 0.089 0.089
    9.487 30 0.467 0.533 0.567
    16.870 30 0.778 0.911 1.000
    30.000 30 1.000 1.000 1.000
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    表  5   3 种药物常用质量浓度与安全浓度对比

    Table  5   Comparison of common mass concentration and safe concentrations of three drugs

    药物
    Drug
    常用质量浓度
    Common
    concentration/
    (mg∙L−1)
    安全浓度
    SC/
    (mg∙L−1)
    硫酸铜 Copper sulfate 0.4~0.7 (泼洒)[39] 1.769
    敌百虫 Trichlorfon 0.2~0.5 (泼洒)[40] 2.810
    聚维酮碘 Povidone-iodine 0.2~0.5 (泼洒)[41] 2.190
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-29
  • 修回日期:  2023-07-12
  • 录用日期:  2023-07-31
  • 网络出版日期:  2023-08-08
  • 刊出日期:  2023-12-04

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