СОЛЕВОЙ СОСТАВ ВОДЫ

Общее количество растворенных в воде солей оказывает влияние на рыб, главным образом, через изменение осмотического давления и плотности воды. Но большое значение в жизни рыб имеет и непосредственно солевой сортав воды.

Рыб, выдерживающих значительное колебание солености, принято называть эвригалинными, а тех, которые не могут переносить сильных изменений в количестве растворенных в воде солей — стеногалинными. К первой группе относятся многие бычки, как, например, Pomatoschistus caucasicus (Kawr.), выдерживающий колебания солености от десятых долей до 60°/0о; каспийская игла — Syngnathus nigrolineatus caspius Eichw. — живет в воде соленостью от 0,27°/оо до 38%о и выше. Примерами стеногалинных форм могут служить многие окунеобразные, обитающие среди коралловых рифов, а также, по-видимо- му, и морские глубоководные рыбы. Из пресноводных видов не переносят осолонення воды некоторые карповые. Если рыбы могут ЖИТЬ При соленостях ДО 70% о и вышеп то это, естественно, оказывается возможным далеко не при любом составе солей.

Растворенные в воде соли сравнительно легко проникают внутрь тела рыбы, главным образом, через жабры. В 1909 г. Пюттер высказал предположение/что водные организмы могут существовать, питаясь не только путем заглатывания оформленных кусков пищи, но также за счет усвоения растворенных в воде солей и органических веществ, проникающих внутрь тела через его стенки. Иначе говоря, по Пюттеру, питание водных животных может происходить так же, как у гетеротрофных растений и эндопаразитов, живущих все время в окружении растворенной пищи. Свою теорию Пюттер распространил и на рыб, считая, что и у них всасывание питательных веществ из воды происходит через жабры и кишечный тракт.

т-

300

—і              1              1—-і              j 1 і

5              10              15              20              25              30              35

Количество дней после начала опыта

Рис.

1 — 20 мгіл; 2—10 мг/л\ 3 — 2 мг\л\ 4 — контроль, 0,005 мгЦ (из Карзинкина и Щехановой, 1957)

Последующие работы, в частности работы Крога, показали, что теория Пюттера, во всяком случае в том объеме, как предполагал ее автор, едва ли соответствует действительности. Крог доказывает, что у рыб поглощение питательных веществ может идти только через кишечный тракт и что, кроме того, органические вещества, растворенные в водоемах земного шара, представляют собою соединения, недоступные для использования рыбами.

юо-

Однако в дальнейшем было установлено, что наличие в воде определенных минеральных солей,^ обеспечивает более быст- рый рост рыб. В ч:воих ^ опытах Г. С. Карзинкин ^ и И. А. Шеханова (1957), применяя радиоактивный фосфор Рз2, обнаружили проникновение его солей в организм рыбы не только через ротовую полость, но и через жабры и кожные покровы. Так, у чешуйчатого карпа жабрами и ротовой полостью этих солей* всасывается 93%, а поверхностью тела—6,3%; у зеркального карпа жабрами и ротовой полотью — 87,9%, а поверхностью тела 12,1%. Очевидно, меньшая покрытость тела чешуей у зеркального карпа облегчает всасывание поверхностью тела.

Эти же авторы показали, что при повышении концентрации солей фосфора в воде до 10 мг/л происходит значительное ускорение роста молоди осетра — Acipenser gUldenstadtii Brandt. Однако при дальнейшем повышении концентрации фосфора в воде ускорения роста этой молоди уже не наблюдалось (рис. 33).

Естественно, что многие соли, растворенные в воде, оказывают на рыб, в основном, косвенное влияние, воздействуя на кормовые организмы или их пищу. Органические вещества, выносимые реками, обеспечивают в предустьевых районах, особенно в период паводка, богатое развитие различных организмов, служащих пищей рыбам. Так, например, в период дождей перед устьями Ганга, когда из этой реки в Бенгальский залив выносится огромное количество биогенных солей, здесь развивается богатейший фитопланктон, в массе привлекающий ракообразных, которые, в свою очередь, служат пищей рыбке люме — Harpodon nehereus Buch.

Это явление нашло свое отражение в индийском эпосе «Ма- хабхарата» и «Рамаяна», где излагается легенда в иносказательной форме, показывающая роль биостока в продуктивности водоемов.

Соли, выносимые реками, играют огромную роль в продуктивности морей, именно этим в значительной степени определяется высокая кормность, в частности, наших южных морей. Зарёгулирование стока рек путем строительства на них плотин приводит к значительной аккумуляции минеральных солей в водохранилищах и в связи с этим к резкому снижению величины их стока в моря. Так, например, биомасса фитопланктона в Азовском море, после строительства Цимлянского гидроузла, понизилась в 2—3 раза, а биомасса зоопланктона уменьшилась с 600 мг/м3 до 24—50 мг/м3. Естественно, что это резко отрицательно сказалось на условиях питания рыб, а тем самым, и на величине их стада (Карпевич, 1958).

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 теплых вод. В этих областях обычно развивается богатый, планктон и бентос и, естественно, располагаются места нагула рыб (Зенкевич, 1957).*

Приливно-отливные течения так же, как и вертикальная циркуляция, способствуют перемешиванию донных отложений, вызывая таким образом лучшее усвоение их минеральных солей организмами, а тем самым повышение продуктивности водоема. Так, в горле одной из бухт залива Фунди, где амплитуда приливно-отливных течений очень велика (четыре раза в сутки приносится масса воды около двух биллионов тонн), наблюдается богатейшее развитие планктона и совершенно исключительные уловы рыбы. Таким образом, в районах постоянного взмучивания донных отложений, способствующего вымыванию солей из грунта, обычно развивается богатый планктон и бентос, и скопляется много рыбы.

Рис. 34. Связь в распределении в Тихом океане фосфатов, планктона и уловов пелагических рыб (по Богорову)

в воде фосфатов, способствующих богатому развитию планктона. В местах массового гнездовья птиц огромное количество падающего в воду помета служит прекрасным удобрением и благоприятствует развитию кормовых для рыб организмов (см. ниже стр. 144).

В условиях прудового хозяйства очень часто применяются удобрения различными минеральными солями (в том числе и фосфатами), содействующими значительному повышению рыбной продуктивности.

Основная цель удобрений — создание благоприятных солевых условий для развития кормовых для рыб организмов или для пищи кормовых организмов (например, фитопланктона), но, несомненно, как видно из вышеизложенного, минеральные соли в некотором количестве и непосредственно усваиваются рыбами.

Большое значение Для рыб имеют растворенные в воде3 соли некоторых металлов, в частности, железа. Как показали опыты Минкиной (1949), концентрация железа в 0,2 мг/л вызывает резкое снижение газообмена у рыб и замедление их роста; наоборот, концентрации до 0,1 мг/л стимулируют рост рыб. Увеличение концентрации железа в воде приводит к некоторому снижению интенсивности потребления рыбами кислорода.

: Наличие в воде солей железа в определенной концентрации необходимо для обеспечения нормального развития икры рыб. Так, по дайным Чепраковой (1960), при концентрации в воде солёй железа (FeCU) 10,3 мг/л вся икра окуня погибла.

Соединения различных металлов, особенно тяжелых, при определенных концентрациях могут вызывать гибель рыб. Так, одна часть свинца, разведенная на 3 млн. частей воды, уже вызывает гибель рыбы (Carpenter, 1930). Железо и алюминий при высоких концентрациях также вызывают гибель рыбы (Минкина, 1946). Доза соединений железа свыше 0,2 мг/л уже иногда приводит к гибели рыбы. 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 определенных пределов) температура, тем интенсивнее обмен веществ у рыбы и тем более сильное воздействие на организм оказывают

К. Рис. 35. Изменение выживаемости эмбрионов Fundulus heteroclitus (L.) в растворах КС1 при увеличении кон- центрации NaCl + СаС12 (из Скадовского, 1955)

растворенные в воде соли. Большое значение при этом имеет взаимодействие в растворе ионов. Как показал еще Ж. Леб (1926), ядовитое действие на эмбрион рыбы изоосмотического растворй NaCl [опыты на Fundulus heteroclitus (L.)] снимается прибавлением незначительного количества ряда двухвалентных

ионов — .Ви, Sr, Са, Mg и др. рис. 35). На;,более поздних, стади-, ях развития уже выявляется известная специфичность, и снятие ядовитости натрия может быть достигнуто только прибавлением иона Са.              '              ,                ¦

Изменение выживаемости эмбрионов — Fundulus heteroclitus (L.) —в зависимости от изменения соотношения-иойов Na и Са показано на рис.

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

Токсическое; действие соединений металлов сводится, в первую очередь; к свертыванию слизистых выделений жабр и протоплазмы живых клеток, что приводит к нарушению гаэообмег на. Жабрьг при отравлении железом покрываются плотным бурым налетом, затрудняющим дыхание.

Весьма важное значение для рыб, особенно за последнее время, приобретают растворимые в воде вещества, не входящие нормально в состав морской и пресной воды, а попадающие в нее в результате различных форм деятельности человека —¦ лесосплава, спуска сточных вод предприятий, загрязнения воды нефтью, разработки различных горных пород и т. п. Список различных веществ, попадающих в воду в результате деятельности человека и оказывающих влияние на водную фауну, в* том числе и на рыб, очень, велик (Beak, 195?). Эллис (Ellis, 1937) указывает до ста названий подобного рода веществ.

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 жестокости воды и концентрации водородных ионов, Так, например, серная кислота при концентрации 1 : 7450 в мягкой воде вызывает гибель золотой рыбки через 6—9 ч, в жесткой же воде рыба может жить в течение многих дней. Винная кислота при концентрации 1:1 ООО в мягкой воде убивает, золотую рыбку через 20—25 мин, а в жесткой воде при той же концентрации кислоты рыбка выживает 3 ч 20 мин. Это, по-видимому, объясняется тем, что и углекислые соли кальция и ^отчасти магния, обусловливающие жесткость воды, «забуферивают» ее, т. е. уменьшают сдвиг активной реакции при небольшом подкислении (равно как и при подщелачи- вании) воды. В мягкой же, почти не «забуференной» воде уже ничтожное количество кислоты (как и щелочи) вызывает сильнейший сдвиг, активной реакции до границ, смертельных для рыб и других водных животных. В болынинёдве, случаев кислота вредна не сама по себе (т. е. как носитель определенного катиона), -а- именно через изменение активной, реакции воды.,-

Кислоты по силе токсического действия, на основании опыт тов над золотой рыбкой, могут быть распределены в следующий

ряд (цифры показывают количество вещества в мг/л, при котором наступает гибель рыбы):

Дубильная . . . . . 10

. 10 Азотная, щавелевая

бензойная ... .200

Хромовая Серная . Соляная

100              Уксусная ..... .348

130 Молочная и лимонная 625 159

Механизм действия различных кислот на рыбу неодинаков. Некоторые кислоты как, например, уксусная, обжигая жабры, приводят к нарушению дыхания и тем самым вызывают гибель рыбы; другие влияют через посредство кишечного тракта, проникая через стенки кишечника в соки тела рыбы и нарушая нормальный ход обмена веществ. Обычно же токсическое воздействие кислот на организм рыбы бывает комбинированным, когда поражаются не только жабры, или действие осуществляется не только через кишечный тракт, а имеют место одновременно оба пути.              .

Влияние сточных вод заводов, производящих серную кислоту, сказывается на икре и личинках окуня при pH ниже 6,5, а на молоди карпа при pH ниже 5,0. При этом на |эыбу оказывает влияние не тодько ион Н, но и ион S04. Особенно сильно сказывается влияние аниона SO4 на развивающейся икре, нарушая нормальный ход обмена (Н. Мосевич, Драгу- лин, Кушнарева и М. Мосевич, 1952).

Влияние других попадающих в воду растворимых соединений как органических, так и неорганических, также довольно разнообразно. Правда, в большинстве случаев они, в первую очередь, воздействуют на ход газообмена. Поэтому, чем медленнее идет у рыбы процесс газообмена, тем медленнее сказываются токсические свойства того или иного растворенного в воде вещества. С понижением температуры, вызывающим замедление газообмена, действие токсических веществ, как правило, понижается. Другие вещества, как, например, фенолы, вызывают у рыб паралич нервно-мускудьного аппарата и гемолиз крови. Амиловый спирт нарушает координацию движений у рыбы и также вызывает полупараличное состояние.

Влияние растворенных 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, вызывают в незначительных концентрациях нарушение нормального хода дробления икры и развития эмбрионов, а при более высоких концентрациях и довольно быструю гибель их. Интересно, что на разных стадиях развития эмбрионы рыб не одинаково чувствительны к воздействию различных веществ.

Как показали опыты, воздействие динитрофенолом на ранние стадии развития рыбы вызывает значительно большую гибель и большее количество уродов, чем воздействие на зародышей в стадии появления глазных пузырей.

Токсическое действие различных растворенных в воде Веществ меняется и в течение года. Наибольшая восприимчивость к действию различных ядов приходится на время усиленного питания рыб и обычно совпадает с наиболее теплым временем года; очень возможно, что это связано с увеличением скорости взаимодействия ядов й белков протоплазмы при высоких температурах. Хотя формы 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 водоема. При этом в воде, особенно зимой/ подо льдом, возникает дефицит кислорода, приводящий к замору рыбы и других водных животных.

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

В целях защиты рыб от влияния сточных вод на заводах устраиваются специальные отстойники или другие очистные сооружения. Во многих случаях вода, поступающая на заводы, используется не один раз, а совершает несколько циклов.

При правильной организации хозяйства и в условиях индустриализации может и должна быть обеспечена защита водоемов от загрязнения сточными водами и сохранение их как рыбохозяйственных угодий.