Не меньшую опасность для нормальной жизнедеятельности рыб и других гидробионтов представляет также увеличение рН, т. е. подщелачивание воды.

Этот процесс может происходить как в естественных услови­ях, например во время интенсивного фотосинтеза, когда величина рН по­вышается до 10 единиц и более, так и при поступлении в рыбохозяйственные водоемы различных щелочей. Они пред­ставляют собой довольно распространенную группу токсических веществ, содержащихся в сточных водах машиностроительных и нефтеперерабаты­вающих заводов, содовых и целлюлозно-бумажных предприятий.

Экспериментальными исследованиями установлено, что токсическое действие сильных щелочей на рыб проявляется при величине рН выше 10,0, но для некоторых малоустойчивых видов рыб на ранних этапах онтогенети­ческого развития — и при более низких показателях рН. Так, например, А. Холл  в опытах на личинках сига, а Е. Хопкинс  на эмбрио­нах форели выявили токсическое влияние слабой щелочности (рН око­ло 8,0). Как и в опытах с кислотами, лососевые рыбы оказались менее ус­тойчивыми к повышенной щелочности воды, чем карповые. Гибель форели, например, наступает при величине рН 9,2, а плотвы, карпа и линя — при рН, равной 10,4—10,8. Существенные различия устойчивости к высоким рН отмечены между окунем и ершом, с одной стороны (ги­бель при рН 9,2), и щукой (гибель при рН 10,7) — с другой.

Обстоятельное сравнительное изучение токсичности NaOH и Са(ОН)2 в опытах на золотой рыбке (Carassius auratus), ушастом окуне (Lepomis macrochirus) и черном большеротом окуне (Micropterus salmonides) провел Н. Санборн. Концентрации 50 мг/л NaOH и Са (ОН) 2, обусловившие величину рН 10,4 и 10,5 (соответственно), не оказывали токсического действия на рыб в течение 7 сут. Увеличение рН до 11,1 при добавлении 100 мг/л Са (ОН) 2 приводило к гибели всех рыб за 2,5 ч. Золотые рыбки погибали в течение 3-20 ч при величине рН 10,9 (100 мг/л NaOH). Н. Санборн установил также, что токсический эффект высоких величин рН, полученных путем гидролиза добавленного углекислого натрия, замет­но выше токсического эффекта равной величины рН, образованной едким натром. Так, ушастый окунь и черный большеротый окунь погибали в тече­ние 11 ч при величине рН 10,6 (500 мг/л Na2C03) или за 108 ч при рН 10,1 (200 мг/л NaOH). Сведения о токсичности сильных щелочей представлены в табл. 11. Анализ имеющихся литературных данных позволяет сделать вы­вод, что любая сильная щелочь в концентрации от 25 до 140 мг/л остроток­сична и способна вызывать гибель различных видов рыб в течение несколь­ких часов или суток.

В противоположность данным опытов с сильными минеральными кислотами токсичность различных щелочей при равной величине рН при­мерно одинакова.

По мнению большинства специалистов, ведущую роль в определении токсичности щелочей играют гидроксильные ионы. Таким образом, совокупность имеющихся экспериментальных данных и полевых наблюдений показывает, что резкое изменение величины рН на 2—3 едини­цы, ведущее к увеличению кислотности или щелочности воды, приводит к ухудшению условий существования рыб, угнетает различные стороны их жизнедеятельности или оказывает прямое токсическое действие. Снижение величины рН ниже 5,0 или увеличение выше 10,0 оказывает токсическое действие на молодь, а также на половозрелых особей низкоустойчивых ви­дов рыб (например, лососевых). Пагубное действие повышенной кислот­ности воды особенно опасно для рыб, обитающих в слабоминерализован­ных водах при низком содержании кислорода. Оптимальные био и рыбо­продуктивность в пресных водах бывают при рН 6,5—8,5. В табл. 12 при­ведены в обобщенном виде накопленные экспериментальные и полевые данные, характеризующие толерантный диапазон рН и влияние экстремаль­ных величин на различные стороны жизнедеятельности разных по эколо­гии групп рыб.

Ионно-солевой состав воды. Ионы минеральных солей, поступающие в водоемы с грунтовыми и поверхностными водами, имеют важное значение в обеспечении нормальной жизнедеятельности рыб и других гидробионтов.

Минерализация пресных вод большинства внутренних водоемов нашей страны (рек, озер, водохранилищ) определяется главным образом раст­воренными в них углекислыми солями и отчасти хлоридами и сульфата­ми. Поэтому в пресноводных водоемах резко преобладают ионы Са2+, Мд2+, НСОз, СОз" над ионами К, Na, СГ и SO4-. Наличие в воде катионов кальция, магния и некоторых других, связанных с анионами, определяет

Таблица 11. Токсичность щелочей для рыб

Вид рыбы не указан.

жесткость воды: общую (суммарное содержание солей кальция и магния), карбонатную (углекислые соли кальция и магния) и некарбонатную (неуг­лекислые соли кальция и магния). Степень жесткости пресной воды зави­сит от многих факторов и прежде всего от химического состава пород и почв чаши водоемов, а также содержания в воде свободной углекислоты. В связи с этим жесткость воды пресноводных водоемов разных географи­ческих зон претерпевает существенные изменения и варьирует от десятых долей мг-экв/л (очень мягкая вода) до 10 и более мг-экв./л (жесткая и очень жесткая вода). Жесткость воды конкретного водоема претерпевает сезонные и даже суточные изменения, обусловленные интенсивностью фото­синтеза. Днем по мере использования фитопланктоном свободной углекис­лоты жесткость воды снижается вследствие превращения бикарбонатов в карбонаты, а ночью, напротив, увеличивается за счет накопления углекис­лоты и образования бикарбонатов.

Наряду с естественно обусловленными колебаниями уровня жесткости воды она может меняться вследствие поступления в водоемы сточных вод горнорудной, стекольной, фарфоровой и фаянсовой, угольной промыш­ленности, содержащих огромное количество минеральных взвесей и раз­личных солей, в том числе карбонатов щелочных и щелочноземельных ме­таллов. Повышенная жесткость воды сама по себе, по-видимому, не ока­зывает выраженного отрицательного воздействия на рыб и других гидро-бионтов. Известно, что для карпа благоприятной средой является

Таблица 12. Предельно допустимые изменения величины рН для рыб

вода средней жесткости (2—3 мг.экв./л), а для форели — еще более жест­кая (3—4 мг.экв./л). Как мы уже отмечали, в жесткой воде более стабиль­на величина рН и менее опасно для рыб накопление свободной углекисло­ты, которое может сдвинуть активную реакцию среды в кислую сторону. Однако в составе минеральных загрязнений, поступающих в рыбохозяйственные водоемы от указанных отраслей промышленности, содержится много других солей, в том числе хлориды и сульфаты щелочных и щелоч­ноземельных металлов. Избыточное поступление этих солей в пресновод­ные водоемы ведет к их осолонению, что пагубно отражается на пресно­водных гидробионтах. Весьма показательно в этом отношении действие сточных вод содовых заводов, так называемой дистиллерной жидкости, представляющей собой чрезвычайно высокоминерализованный раствор, состоящий на 60% из хлористого кальция и на 40% из хлористого натрия.

Полевые наблюдения на ряде водоемов показали, что действие сточ­ных вод содовых заводов подобно действию природного осолонения: прес­новодные элементы водных экосистем выпадают и уступают место солоноватоводным, и это понятно, так как большинство пресноводных гидробионтов не выдерживает даже незначительного, э уж тем более, рез­кого изменения солености воды.

Впрочем, фактор скорости изменения сопености играет первостепенную роль не только для стеногалинных гидро­бионтов, но и для эвригалинных.

Поэтому солевые загрязнения водоемов представляют опасность как для типично пресноводных, так и для солоно-ватоводных гидробионтов. Свидетельством тому может служить постепен­ная смена олигогалинных видов гидробионтов на мезогалинные в случае увеличивающегося солевого загрязнения водоемов, в результате которого соленость воды достигает 6—10% о. Разумеется, морские рыбы и беспозво­ночные животные более устойчивы к солевому загрязнению, чем пресно­водные. Солеустойчивость морских гидробионтов существенно зависит от соотношения в воде одновалентных и двухвалентных ионов. Более высокое содержание в морской воде двухвалентных ионов (Са2+, Mg2+, SOj", СО2-), как это имеет место в Каспийском море, снижает ус­тойчивость гидробионтов к повышенным солевым нагрузкам, а преоб­ладание одновалентных ионов (К+, Na+, CP), напротив, повышает соле­устойчивость морских гидробионтов не только к увеличению солености, но и к ее снижению (Азовское море).

Резкое снижение солености воды столь же опасно для морских рыб и беспозвоночных, как и резкое увеличение солености для пресноводных ор­ганизмов.

При этом особую опасность для гидробионтов представляет так называемая критическая соленость, равная 5—8%°. Это своего рода солевой барьер, разделяющий типично пресноводную и типично мор­скую фауну: пресноводные гидробионты не выносят повышения солености до такого уровня, а морские гидробионты — ее снижения до этого уровня. Загрязнение водоемов сточными водами содовых заводов, хлоридами и сульфатами щелочных и щелочноземельных металлов, ведущее к повы­шению солености до 5—8%о и выше, губительно для пресноводных рыб и их кормовых организмов.

Добавить статью в закладки