我国是世界上化肥、农药使用量最大的国家，然而化肥、农药的利用率仅为30％左右。大量的化肥、农药流失，造成不同种类的环境污染，如地表水富营养化和地下水污染等。因其污染源广泛分散、没有明确的位置，而被称为农业的面源污染。农业的面源污染已成为水环境污染的主要来源。中国农业的面源污染正越演越烈，日趋严重。　　随着有机磷、有机氯和氨基甲酸酯三大类农药对生物的危害性逐渐为人类所意识到，菊酯类农药正作为一种高效、低毒的新型农药被广泛地用于农作物种植的病虫害防治领域。然而，尽管菊酯类农药对靶标生物昆虫高效，对哺乳动物低毒，但是对水生动物属于高毒，危害极大。环境中菊酯类农药进入水体，会给鱼、虾等水生动物的生长与养殖带来一定的风险。故菊酯类农药对水生动物的毒理学研究显得尤为重要。　　迄今为止，菊酯类农药的毒理学研究主要集中在哺乳动物和昆虫中，对水生动物的毒理学研究也主要集中在鱼类。大型甲壳动物如虾类、螯虾，蟹类，分布广泛、种类繁多，在生态系统中占有重要地位，但在毒理学研究中却很少受到重视，而生活在水环境中的大型甲壳动物又极易受到菊酯类农药的毒性作用。故开展菊酯类农药对大型甲壳动物的毒理学研究无疑有着重要的意义。　　目前菊酯类农药对虾类的毒性研究多集中于急性毒性水平，尚缺少菊酯类农药对虾类的系统的毒理学研究。本研究以具有较高经济价值、消费市场火爆的克氏原螯虾为研究对象，以器官和组织为单位，系统地研究了常用农药溴氰菊酯对克氏原螯虾的毒性作用。一方面填补了甲壳动物生理学、毒理学基础理论的研究空白，另一方面也为科学安全地使用菊酯类农药提供了理论依据，具有很强的现实意义。　　本研究运用RED快速平衡透析装置联用LC-MS-MS、GC-MS、透射电镜观察、标志酶活性等实验方法，首先研究了溴氰菊酯对克氏原螯虾的急性毒性和组织累积;其次研究了溴氰菊酯对克氏原螯虾鳃、肌肉、脑、腹神经索、肝胰腺的毒性;最后，分别研究了溴氰菊酯与SD大鼠、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)和克氏原螯虾血清蛋白结合率，初步探讨了溴氰菊酯对不同种属动物的毒性差异的原因。　　实验结果表明，溴氰菊酯对克氏原螯虾的毒性极强，可以造成细胞超微结构损伤、神经毒性、细胞呼吸供能障碍和氧化胁迫效应，且可以与克氏原螯虾的血清蛋白高度结合，稳定地储留于血清中。　　1.溴氰菊酯对克氏原螯虾的急性毒性和蓄积毒性　　24 h换水式生物试验，直线回归法计算得到24h、48h和96h的LC50分别为:0.156、0.0993和0.0562μg/L，该结果表明，溴氰菊酯对克氏原螯虾的毒性极强。通过公式0.1×96h LC50推算得到安全浓度为0.00562μg/L。　　用96h LC50的浓度药浴处理克氏原螯虾，每24 h换水一次，采用GC-MS测定克氏原螯虾血淋巴、肝胰腺、肌肉和鳃组织在1h、12h、24h和96h的溴氰菊酯残留量。结果显示，在各取样时间点下，血淋巴、肝胰腺、肌肉和鳃组织中均未检出溴氰菊酯。该结果表明，溴氰菊酯能够对克氏原螯虾产生急性毒性的浓度水平，在虾的血淋巴和各组织中却并不能够被仪器检出。　　2.溴氰菊酯对克氏原螯虾鳃的毒性　　首先研究了0.005、0.1和0.5μg/L三个浓度的溴氰菊酯在1～24 h对克氏原螯虾鳃超微结构的影响;其次以细胞色素C氧化酶CCO活性、乳酸脱氢酶LDH活性、乳酸LD含量为指标研究溴氰菊酯对鳃细胞呼吸方式的影响;最后以Na+-K+-ATP酶活性和血清Na+、K+浓度为指标，研究溴氰菊酯对鳃细胞的离子调节功能的影响。　　结果表明，三个浓度的溴氰菊酯都可以造成鳃细胞超微结构的损伤;CCO活性、LDH活性，以及LD含量可以较好地反映细胞的呼吸方式;Na+-K+-ATP酶活性和血清Na+、K+浓度也表现为较好的相关性。0.005μg/L的溴氰菊酯暴露处理，细胞的呼吸方式为有氧呼吸，Na+-K+-ATP酶活性先降低后恢复至对照组水平，血清Na+、K+浓度也表现为紊乱后恢复至正常浓度范围。0.1μg/L的溴氰菊酯暴露处理，细胞的呼吸方式为无氧活性，Na+-K+-ATP酶活性先降低后恢复至对照组水平，血清Na+、K+浓度变化也表现为紊乱后恢复至正常浓度范围。0.5μg/L的溴氰菊酯暴露处理过程中，细胞的呼吸方式为无氧呼吸，Na+-K+-ATP酶活性无显著变化，但血清Na+、K+浓度紊乱。　　3.溴氰菊酯对克氏原螯虾中枢神经系统的毒性　　以克氏原螯虾腹神经索超微结构观察和脑组织乙酰胆碱酯酶AChE为指标，研究了0.005、0.1和0.5μg/L三个浓度的溴氰菊酯对克氏原螯虾中枢神经系统的毒性。结果表明，0.1和0.5μg/L的溴氰菊酯可以导致克氏原螯虾腹神经链的严重损伤，主要表现为神经纤维变形，髓鞘溶解，轴突腔内空泡化，神经纤维细胞膜水肿，轴突腔内大部分物质溶解。但是脑组织AChE的活性却没有显著变化。　　4.溴氰菊酯对克氏原螯虾肌肉的毒性　　研究了0.005、0.1和0.5μg/L三个浓度的溴氰菊酯在1～24 h对克氏原螯虾肌肉超微结构的影响;以细胞色素C氧化酶CCO活性、乳酸脱氢酶LDH活性、乳酸LD含量为指标研究溴氰菊酯对肌细胞呼吸方式的影响;　　结果表明，三个浓度的溴氰菊酯都可以造成肌细胞超微结构的损伤，主要表现为肌原纤维断裂、混乱，肌浆网溶解，线粒体溶解;三个浓度的溴氰菊酯都可以激发肌细胞的无氧呼吸，LD含量显著升高。　　5.溴氰菊酯对克氏原螯虾肝胰腺的毒性　　首先以肝胰腺细胞超微结构观察和血清中谷丙转氨酶ALT和谷草转氨酶AST活性为指标，评价0.005、0.1和0.5μg/L三个浓度的溴氰菊酯在1～12h对肝胰腺的毒性;其次以超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和脂质过氧化产物MDA为指标，从氧化胁迫角度进一步探讨溴氰菊酯对克氏原螯虾肝胰腺的致毒机理。　　结果表明，对照组和0.005μg/L浓度组都没有造成肝胰腺细胞超微结构的损伤，ALT和AST活性没有显著变化;0.1μg/L的溴氰菊酯可以造成肝胰腺细胞的损伤，主要表现为核膜溶解、内质网断裂、微绒毛脱落、线粒体破裂或内嵴溶解等，ALT活性3h、6h和12h时分别比对照组升高了119.61％、158.82％和150.98％，AST活性6h和12h分别比对照组升高了94.51％和119.45％;0.5μg/L的溴氰菊酯在1h内可以造成肝胰腺细胞膜、核膜、内质网、线粒体和微绒毛的严重损伤，ALT活性和AST活性分别比对照组上升了190.20％和139.40％。　　0.01、0.02和0.04μg/L溴氰菊酯暴露处理96h过程中，SOD和CAT活力的变化趋势相同，都呈抑制-诱导-抑制的变化规律，MDA含量则一直高于对照组:暴露6h后，0.01μg/L浓度组MDA含量极显著高于对照组(P＜0.01)，0.04μg/L浓度组MDA含量约为对照组的1.98倍(P＜0.05);暴露12h后，MDA仍保持较高水平，0.02μg/L浓度组MDA含量约为对照组的1.76倍(P＜0.05);暴露24h后，各浓度组CAT活力分别比对照组上升了70.98％、73.05％和66.67％(P＜0.01);暴露48h后，0.01、0.02μg/L浓度组的SOD活力分别下降了60.38％和45.60％(P＜0.01);各指标变化没有明显的剂量相关效应。　　结果提示，血清ALT和AST两种转氨酶可以作为检测克氏原螯虾肝胰腺健康状况的灵敏的生理指标;活性氧自由基抑制抗氧化酶活力，引起脂质过氧化，是损伤肝胰腺细胞膜和细胞器膜的主要原因之一;　　6.溴氰菊酯与不同物种的血清蛋白结合率研究　　采用体外法，结合高通量快速平衡透析装置(RED Device)，辅以LC-MS-MS检测技术，分别研究溴氰菊酯与SD大鼠、异育银鲫和克氏原螯虾血清蛋白结合率以及溴氰菊酯在这三种动物血清中的稳定性，以期能够从药物血清蛋白结合率和药物稳定性的角度解释溴氰菊酯毒性的种属差异。　　血清蛋白结合率实验结果表明，溴氰菊酯与SD大鼠、异育银鲫和克氏原螯虾血清蛋白结合率极高，均为是99.99％结合。药物与血清蛋白结合率高，说明药物在机体内储留时间长，不易被消除。　　药物稳定性实验结果表明，溴氰菊酯在不同种属动物血清中稳定性差异较大。溴氰菊酯在异育银鲫血清和克氏原螯虾血清中稳定性分别为95.49％和72.72％，而在同等实验条件下，在SD大鼠血清中稳定性仅为26.31％。药物在血清中稳定性低，说明药物易被血清中的代谢酶分解，即血清对该药物的代谢效率高，反之亦然。　　本实验结果提示，虽然溴氰菊酯与大鼠血清蛋白的结合率高，但是大鼠血清对溴氰菊酯的代谢效率也高，说明溴氰菊酯在大鼠血清中易被分解，毒性得以降低;而溴氰菊酯与异育银鲫和克氏原螯虾血清蛋白结合率高，且血清对溴氰菊酯的代谢效率低，说明溴氰菊酯在这两种动物的血清中消除速度慢，性质稳定，不易被分解，从而易产生毒性。　　以上结果表明，菊酯类农药对哺乳动物和水生动物毒性的差异可能与物种间对该类药物的代谢效率差异有关。