Влияние гидрохимических параметров и солёности воды

Чрезвычайно важным моментом, обуславливающим возможность приспособления рыб к жизни в воде различной солёности, является более или менее полное постоянство внутренней среды. Это постоянство достигается с помощью различных осморегуляторных приспособлений, позволяющих регулировать осмотическое давление жидкостей тела. Чем совершеннее эти приспособления, тем больше независимость состава и осмотического состава и осматического давления внутренних жидкостей организма от внешней среды.

Состав веществ, содержащихся во внутренних жидкостях рыб также не одинаков.

У морских костистых рыб в жидкостях тела меньше солей, чем у хрящевых, но поскольку их внутреннее давление меньше, чем наружное, то этих солей оказывается почти достаточно. Органические соединения у морских костистых рыб обуславливают лишь 7 — 8% осмотического давления. У пресноводных рыб количество органического вещества в крови примерно то же, что и у морских, но содержание минеральных солей снижается.

Большинство рыб приспособлено к жизни в растворах более или менее определённого осмотического давления, и при перенесении их в воду с иным осмотическим давления, довольно скоро гибнут. Так, хрящевые рыбы, у которых выработался механизм, позволяющий накапливать мочевину, достаточное для поддержания гипертонии полостных жидкостей (по сравнению с морской водой), при перенесении в пресную воду очень быстро понижают осмотическое давление внутренних жидкостей и погибают. У тех немногих видов хрящевых рыб, которые приспособились к жизни в пресной воде, для сохранения высокого осмотического давления в жидкостях тела выработалась способность к усиленному выделению мочи. При этом из их тела выделяется огромное количество воды (Андрияшев, 1944, Алеев, 1963).

Почки рыб задерживают мочевину; её основная (до 70%) экскреция у костистых рыб происходит через жабры, а у хрящевых жабры плохо проницаемы для мочевины, в связи, с чем она и накапливается в полостных жидкостях этих рыб.

Морские костистые рыбы в значительной массе приспособлены к жизни при определённой солёности и, будучи перемещены в пресную воду, довольно быстро погибают.

При значительных колебаниях солёности осмотическое давление внутренних жидкостей у рыб меняется довольно мало. У морских костистых рыб в связи с тем, что их внутренняя среда гипотонична по отношению к внешней, имеется необходимость удержания воды в организме. Следовательно, морские костистые рыбы должны получать из окружающей среды гипертонической внешней среды воду. Эта необходимость усугубляется ещё и тем, что моча костистых рыб по отношению к морской воде либо гипотонична, либо в лучшем случае, изотонична. Пополнение водой организма морской костистой рыбы происходит через кишечник. Прекращение доступа воды в кишечник приводит к сильному исхуданию рыбы и гибели её на 3−4-й день. Удаление солей из крови костистых рыб происходит двояко: через почки (главным образом, двухвалентные ионы) или через жабры (одновалентные ионы). Некоторая часть солей удаляется и через кишечник. Как отмечалось выше, пресноводные рыбы имеют гипертоническую по сравнению с внешней средой внутреннюю жидкость. Быстрое перенесение пресноводных рыб в морскую воду также вызывает их гибель. В отличии от морских форм у пресноводных костистых рыб основная осморегуляция функция организма сводится не к удержанию, а к удалению избыточного количества волы, поступающего осмотическим путём. Поэтому пресноводные костистые рыбы так же, как и хрящевые, как правило, выделяют мочи значительно больше по сравнению с морскими видами.

У проходных рыб, перемещающихся для икрометания из рек в моря и обратно, осмотическое давление претерпевает изменения, правда, незначительные. При переходе из морской воды в пресную у этих рыб почти полностью прекращается поступление воды в организм через кишечник в результате дегенерации его слизистых оболочек.

Осмотическое давление крови у рыб зависит не только от изменения количества солей в воде, но и от изменения температуры воды (Строганов, 1962).

Общее количество растворённых в воде солей оказывает влияние на рыб главным образом через изменение осмотического давления и плотности воды. Большое значение для них имеет и непосредственно солевой состав воды.

Рыб, выдерживающих значительное колебание солёности, принято называть эвригаленными, а тех которые не могут переносить сильных изменений в количестве растворённых в воде солей — стеногалинными. Если рыбы могут жить при солёности до 70 ‰ и выше, то это, естественно оказывается возможным далеко не при любом составе солей.

Растворённые в воде соли сравнительно легко проникают внутрь тела рыбы, главным образом через жабры.

Естественно, что многие соли, растворённые в воде, оказывают на рыб в основном косвенное влияние, воздействуя на кормовые организмы или их пищу. Органические вещества, выносимые реками, в предустьевых районах особенно в период паводка, обеспечивает богатое развитие различных организмов, служащих пищей рыбам.

Соли, выносимые реками, играют огромную роль в продуктивности морей, именно этим в значительной степени определяется высокая кормность, в частности, наших южных морей. Зарегулирование стока рек путём строительства на них плотин приводит к значительной аккумуляции минеральных солей в водохранилища и в связи с этим к резкому снижению величины их стока в моря. Естественно, что это резко отрицательно сказалось на условиях питания рыб, а тем самым и на величине стада.

В открытых морях усиленный вынос биогенных солей из грунтов происходит в областях интенсивной вертикальной циркуляции вод, в частности, в области так называемых «полярных фронтов», т. е. в местах стыка холодных и тёплых вод. В этих областях обычно развивается богатый планктон и бентос и, естественно, располагаются места нагула рыб (Строганов, 1962).

Приливно — отливные течения так же, как и вертикальная циркуляция, способствует перемешиванию донных отложений, вызывая, таким образом, лучшее усвоение их минеральных солей организмами, а тем самым повышение продуктивности водоёма. Таким образом, в районах постоянного взмучивания донных отложений, способствует вымыванию солей из грунта, обычно развивается богатый планктон и бентос и скапливается много рыбы. Большое значение в жизни рыб имеют фосфорные и азотные соли, ибо наличие этих соединений благоприятствует развитию органической жизни в воде.

В условиях прудового хозяйства водоёмы очень часто удобряют минеральными солями (в том числе и фосфатами), содействующими значительному повышению рыбной продуктивности. Основная цель удобрения — создания благоприятных солевых условий для развития кормовых для рыб организмов или для пищи кормовых организмов, но несомненно, как видно из вышеизложенного, минеральные соли в некотором количестве и непосредственно усваиваются рыбами.

Большое значение для рыб имеют растворенные в воде соли некоторых металлов, в частности железа. Наличие в воде солей железа в определённой концентрации необходимо для нормального развития икры рыб.

Соединение различных металлов, особенно тяжёлых вызывают гибель рыб. Так, одна часть свинца, разведённая на 3 млн. частей воды, уже вызывает гибель рыбы. Железо и алюминий при высоких концентрациях так же вызывают гибель рыбы (Минкина, 1946). Доза соединения железа свыше 0,2 мг/л уже иногда приводит её к гибели. Соединения алюминия могут быть смертельными для рыб в концентрациях свыше 0,5 мг/л.

Естественно, что воздействие солей металлов на рыб меняется при изменении температуры воды. Чем выше (до определённых пределов) температура, тем интенсивнее обмен веществ у рыбы и тем сильнее воздействие на организм оказывают растворённые в воде соли. При этом большое значение имеет взаимодействие в растворе ионов.

Необходимо отметить, что катионы оказывают на рыб значительно большее влияние, чем анионы.

Токсическое действие соединений металлов в первую очередь сводится к свёртыванию слизистых выделений жабр и протоплазмы живых клеток, что приводит к нарушению газообмена. Жабры при отравлении железом покрываются плотным бурым налётом, затрудняющим дыхание (Строганов, 1962).

За последнее время весьма важное значение для рыб приобретают растворимые в воде вещества, не входящие нормально в состав морской и пресной воды, попадающие в неё в результате различных форм деятельности человека: лесосплава, спуска сточных вод предприятий, загрязнения воды нефтью, разработки различных горных пород, удобрения полей, попадания в воду пестицидов и т. д. Список различных веществ, попадающих в воду в результате деятельности человека и оказывающих влияние на водную фауну, в том числе и на рыб, очень велик (Лукьяненко, 1967) и всё время возрастает. В воду попадают токсические вещества как органического, так и неорганического происхождения. Характер действия токсикантов на рыб разнообразен. Токсические вещества могут приводить к асфиксии. Это вызывается обычно поражением жабр, приводящим к прекращению поступления кислорода в кровь или через нарушения транспортной функции гемоглобина. Подавляют усвоение кислорода тканями цыаниды, сероводород, аммиак, углекислый газ. Органические яды — фенолы, многие пестициды, красители и другие — вызывают поражение нервной системы. Фенолы приводят к параличу, амиловый спирт вызывает нарушение координации движения. Наконец, многие яды как органический, так и неорганический природы поражают кишечник. Существуют и некоторые другие формы влияния токсикантов: поражения роговицы глаза, нарушение осморегуляции и т. д. Некоторые токсиканты, например ядохимикаты, могут накапливаться в организме рыбы и делать её непригодной к употреблению в пищу.

Влияние на рыбу попадающих в воду кислот очень велико, но исследование их токсического действия затруднено тем, что кислота неодинаково влияет на рыбу в зависимости от жёсткости воды и концентрации водородных ионов.

Механизм действия различных кислот на рыбу не одинаков. Некоторые кислоты, например уксусная, обжигая жабры, приводит к нарушению дыхания и тем самым вызывают гибель рыбы; другие влияют через посредство кишечного тракта, проникая через стенки кишечника в полостные жидкости тела рыбы и нарушая нормальный ход обмена веществ. Обычно же токсическое кислот на организм рыбы бывают комбинированными, когда поражаются не только жабры или действие осуществляется не только через кишечный тракт, а имеют место одновременно обе формы воздействия.

Влияние других попадающих в воду растворимых соединений, как органических, так и не органических, также довольно разнообразно. Правда, в большинстве случаев они в первую очередь воздействуют на ход газообмена. Поэтому чем медленнее идёт у рыбы процесс газообмена, тем медленнее сказываются токсические свойства того или иного растворённого в воде вещества. С понижением температуры, вызывающим замедление газообмена, действие токсических веществ, как правило, понижается.

Влияние растворённых в воде веществ сказывается, естественно, не только на взрослых рыбах, но и на икре. Так, например, сточные воды бумажного производства, содержащие сернистокислый натрий, меркаптаны и другие вещества в незначительных концентрациях вызывают нарушение нормального хода дробления икры и развития эмбрионов, а при более высоких концентрациях — довольно быструю гибель их. На разных стадиях развития эмбрионы рыб неодинаково чувствительны к воздействию различных веществ. Токсическое действие различных растворённых в воде веществ меняется в течение года. Наибольшая восприимчивость к действию различных ядов приходится на время усиленного питания рыб и обычно совпадает с наиболее тёплым временем года; очень возможно, что это связано с увеличением скорости взаимодействия ядов и белков протоплазмы при высоких температурах. Хотя формы косвенного влияния различных веществ, содержащихся в сточных водах, весьма разнообразны, основная форма их отрицательного действия заключается в том, что они, окисляясь в воде, резко ухудшают кислородный режим водоёма. При этом в воде, особенно зимой подо льдом, возникает дефицит кислорода, приводящий к замору и других водных животных.

При определении допустимых норм сброса сточных вод в водоёмы необходимо учитывать все вышеперечисленные моменты, а не только величину смертельных концентраций. Особое внимание должно быть обращено на учёт длительного влияния малых доз ядовитых веществ как на самую рыбу, так и на её репродуктивную способность — на качество получаемого от неё потомства.