Поступления кислорода в воду
При определенной температуре и давлении в воде может раствориться строго определенное количество кислорода. Растворимость его растет при понижении температуры и повышении давления. Так, при температуре 20°С и давлении 1 атм. 100%-ное насыщение водой кислородом составляет около 9 мг/л, или 9 г/м³. Главным источником поступления кислорода в воду является процесс фотосинтеза водорослей, прежде всего, мелких одноклеточных, так называемого фитопланктона, который дает почти 100% всего кислорода, вырабатываемого водными растениями.
Другой путь поступления кислорода в воду — из атмосферы. Если в воде находится кислорода меньше, чем 100% насыщения, то есть то максимальное количество, которое может раствориться, то мы наблюдаем процесс инвазии — абсорбции кислорода из атмосферы в воду. Если же вследствие массового развития в водоеме фитопланктона и бурного процесса фотосинтеза в воде оказывается кислорода больше, чем может раствориться, то он в виде пузырьков выделяется из воды в атмосферу. Этот процесс называется эвазией. Эвазия гораздо более редкое явление для рыбоводных прудов, чем инвазия. Кроме дыхания организмов кислород расходуется в водоемах для процессов самоочищения, окисляя избыточное количество органических и неорганических веществ.
Утром концентрация кислорода в воде минимальна, так как ночью при отсутствии света фотосинтез не происходит, кислород только расходуется на дыхание. С восходом солнца его концентрация повышается, достигая максимума в послеполуденные часы. При слишком интенсивном развитии фитопланктона в прудах в безветренную погоду при отсутствии перемешивания слоев воды может наблюдаться неравномерное вертикальное распределение кислорода. У дна кислорода может не быть совсем, а в поверхностном слое — перенасыщение до 250–300%. Это явление называется кислородной стратификацией. Если оно продолжается больше суток, то может послужить причиной замора — гибели рыб, так как в придонных слоях образуются вредные продукты безкислородного разложения органических веществ, такие как сероводород, метан, аммиак. Концентрацию растворенного в воде водоемов кислорода определяют ежедневно в ранние утренние часы. При её снижении ниже технологической нормы используют приемы, направленные на её увеличение: водообмен, аэрацию, удобрение прудов с целью стимулирования процессов фотосинтеза, уменьшение норм кормления рыбы, известкование прудов.
Углекислый газ, или двуокись углерода, является другим важным газом, находящимся в воде. Источником его поступления являются процессы биохимического распада и окисления органических веществ, а также дыхания водных животных и растений. Углекислый газ служит главным источником построения органических веществ зелеными растениями. Растворяясь в воде, углекислый газ образует угольную кислоту П2СОЗ, подкисляя воду. Большое количество двуокиси углерода (более 30 г/м³) свидетельствует о загрязнении водоема органическими веществами. В этом случае пруды либо известкуют, либо аэрируют при снижении уровня кормления рыбы.
Сероводород и аммиак образуются в результате анаэробного, то есть без присутствия кислорода, разложения органических веществ и, в первую очередь, белков. Присутствие сероводорода в воде даже в незначительных количествах губительно для рыб и категорически недопустимо в рыбоводных водоемах. Определить его наличие можно по запаху тухлых яиц. Появление сероводорода в придонных слоях водоема служит признаком острого дефицита кислорода и развития заморных явлений. При появлении характерного запаха нужно немедленно сбросить нижний, наиболее загрязненный слой воды, добавить свежей воды, включить аэраторы, если они имеются в наличии. Содержание сероводорода зависит от рH. Чем он ниже, то есть чем кислее среда, тем его больше. При рH не более 8 он практически отсутствует. Концентрация свободного аммиака в воде также очень связана с рH. Однако в отличие от сероводорода доля его увеличивается с ростом водородного показателя. Естественным источником аммиака в воде служат прижизненные выделения рыб и других водных обитателей. Токсичность аммиака для рыб в значительной мере зависит также от концентрации кислорода, температуры и жесткости воды. Допустимое содержание свободного аммиака в воде рыбоводных прудов составляет 0,1 г/м³.
Активная реакция среды, или водородный показатель (рH) характеризует кислотность воды и определяется концентрацией водородных ионов. Выражается в безразмерных единицах от 1 до 14. Реакция среды нейтральная при рН, равном 7. При рН менее 7 среда кислая, если рH больше 7, то щелочная. Для нормального роста и развития большинства видов рыб наилучшей считается нейтральная или слабощелочная реакция воды. Показатель рH может изменяться в течение суток на 2–3 единицы. Летом, во время массового развития водорослей, растения извлекают в течение дня из воды свободную углекислоту, к вечеру её содержание часто уменьшается почти до нуля. В воде не содержится угольной кислоты, рИ повышается, и реакция воды становится щелочной. Поскольку концентрации свободной углекислоты, аммиака и сероводорода тесно связаны с активной реакцией среды, водородный показатель иногда причисляют к параметрам, характеризующим газовый режим водоема. Измерять рH воды рыбоводных водоемов следует не менее двух раз в день: утром и вечером.
Органические вещества поступают в водоем различными путями. Основной источник органического вещества в интенсивно эксплуатируемых прудах — корма для рыб. Часть из них может быть по тем или иным причинам не использована рыбой. Остатки корма загрязняют водоем. Потребленные рыбой корма в виде экскрементов также загрязняют воду. Однако следует помнить, что экскременты рыб в гораздо меньшей степени загрязняют воду, чем остатки корма. Поэтому следует всячески избегать его потерь. При отмирании водорослей также образуется значительное количество органического вещества. Поэтому, как упоминалось выше, следует препятствовать чрезмерному развитию фитопланктона. О наличии в воде органического вещества судят по таким показателям как перманганатная, бихроматная, агрессивная окисляемость, биохимическое потребление кислорода за одни или пять суток (БПК1 и БПК5).
Общее количество органического вещества определяют по бихроматной окисляемости. Перманганатная окисляемость составляет примерно 40% всего органического вещества. В первом случае органическое вещество окисляют бихроматом калия, а во втором — перманганатом калия. Отсюда и названия показателей. Измеряют их в мг кислорода, пошедшего на окисление органического вещества в 1 л воды или в г кислорода на 1 м³. Агрессивная окисляемость показывает долю сверхлегкоокисляемого органического вещества. Её величина в 40% свидетельствует об относительно чистой воде, 40–60% — о наличии органического загрязнения, 70–80% — об угрозе замора. Сама по себе высокая окисляемость не вредит рыбам, однако на окисление органического вещества требуется кислород, который необходим рыбам. Поэтому следует избегать превышения допустимых значений этого показателя.
Азот и фосфор относятся к биогенным элементам. Само название этих элементов говорит об их важности. В переводе на русский язык биогены означают «создающие, образующие жизнь». При недостатке азота и фосфора замедляется рост растений. Однако их избыток свидетельствует о загрязнении водоемов. Азот находится в воде в виде солей аммония, нитритов, нитратов и альбуминоидного азота, входящего в состав разлагающихся органических веществ. Присутствие аммонийного азота свидетельствует о поступлении продуктов распада белков, мочевины или их поступлении с притекающей водой или поверхностными стоками. Нитриты образуются в результате неполного окисления азота при недостатке кислорода. Служат показателем поступления свежего органического загрязнения. Даже в небольших количествах нежелательны в рыбоводных водоемах. Нитраты образуются в результате окисления аммония, поступления со сточными водами и атмосферными осадками. Потребляются фитопланктоном. Наличие определенного, но не чрезмерного количества нитратов в воде рыбоводных прудов, так, же как и солей аммония, необходимо. Фосфор присутствует в воде в виде солей фосфорной кислоты и других соединений. Обычные его концентрации по сравнению с азотом невелики. И рыбоводные пруды очень часто страдают от нехватки фосфора и нуждаются в фосфорных удобрениях. Однако повышенное содержание фосфатов (более 0,5 г/м³) может свидетельствовать о загрязнении водоема.
