Высокая температура ускоряет развитие токсического процесса и снижает минимальную летальную концентрацию сероводорода для рыб.
Концентрация, вызывающая гибель 50% подопытных золотых рыбок, равная 0,15 мг/л, при температуре 14,1 °С снижается в 2,5 раза при увеличении температуры до 26°С - 0,06 мг/л. Еще более резкие различия установлены Л. Смитом в опытах с толстоголовым пескарем (Pimephales promelas). При увеличении температуры с 6,1 до 24°С 96-часовая ЛС 50 снизилась с 0,52 до 0,024 мг/л, т. е. в 25 раз. По существу эти изменения устойчивости наступают в очень узком температурном диапазоне (6-10°С).
Обстоятельное изучение токсичности сероводорода в острых и хронических опытах на различных видах рыб, выполненное в последнее время Л. Смитом с сотрудниками, приводит к выводу, что безопасные концентрации сероводорода, обеспечивающие выживаемость и нормальное развитие рыб на ранних стадиях развития, чрезвычайно низки (0,002 — 0,004 мг/л). Иными словами, наличие сероводорода в водоемах даже в незначительных (следы) количествах несовместимо с нормальной жизнедеятельностью рыб.
Аммиак.
Еще одним высокотоксичным для рыб веществом, присутствующим в водоемах, загрязненных органикой растительного и животного происхождения, является аммиак. Он образуется при распаде органических веществ белковой природы и является первым звеном трансформации альбуминоидных соединений азота, идущей по схеме NH3 → HNO2 → HNO3. Содержание аммиака в загрязненной воде может увеличиваться также и в результате восстановления нитритов, особенно если в этих водах имеет место повышенное содержание углекислоты и ионов закисного железа (Fe2+). В результате взаимодействия между ними образуется сероводород, который восстанавливает нитриты и нитраты до аммиака
FeS + 2H2CO3 = Fe(HCO3)2 + H2S
Восстановление солей азотистой и азотной кислот с образованием свободного аммиака может происходить и под влиянием денитрифицирующих бактерий.
Хотя гидробионты в процессе жизнедеятельности выделяют свободный аммиак в окружающую среду, однако в природных чистых водах он, как правило, отсутствует или имеется в незначительных количествах. Объясняется это тем, что свободный аммиак быстро и легко взаимодействует с водой, образуя ионы аммония NH4, которые считаются малотоксичными для гидробионтов.
Токсичность водных растворов аммиака и его солей для рыб определяется недиссоциированными молекулами NH3. В воде не диссоциированный аммиак находится в химическом равновесии с ионами аммиака и гидроокиси
NH3 + nH2O ⇆ NH3 — nH2O ⇆ NH4+ + OH- + (n — 1) H2O
Поскольку разделить растворенный недиссоциированный аммиак (NH3) и ионы аммония (NH4+) довольно трудно, обычно оперируют понятием "общий аммиак", под которым понимают сумму NH3+ NH4. Однако если известны общая концентрация аммиака, температура воды и величина рН, концентрацию недиссоциированного аммиака можно определить (таблица 9). Обзор табличных данных показывает, что с повышением величины рН и температуры процентное содержание недиссоциированного свободного аммиака увеличивается и достигает максимума в щелочной среде при высоких температурах. В нейтральных, слабокислых и слабощелочных водах резко преобладают ионы аммония NH.
Таблица 9. Количество недиссоциированного аммиака в водных аммиачных растворах, %.
Температура, °C |
pH |
||||||||
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
8,0 |
8,5 |
9,0 |
9,5 |
10,0 |
|
0 |
0,0083 |
0,0261 |
0,0826 |
0,261 |
0,820 |
2,55 |
7,64 |
20,7 |
45,3 |
5 |
0,0125 |
0,0395 |
0,125 |
0,394 |
1,23 |
3,80 |
11,1 |
28,3 |
55,6 |
10 |
0,0186 |
0,0589 |
0,186 |
0,586 |
1,83 |
5,56 |
15,7 |
37,1 |
65,1 |
15 |
0,0274 |
0,0865 |
0,273 |
0,859 |
2,67 |
7,97 |
21,5 |
46,4 |
73,3 |
20 |
0,0397 |
0,125 |
0,396 |
1,24 |
3,82 |
11,2 |
28,4 |
55,7 |
79,9 |
25 |
0,0569 |
0,180 |
0,566 |
1,77 |
5,38 |
15,3 |
36,3 |
64,3 |
85,1 |
30 |
0,0805 |
0,254 |
0,799 |
2,48 |
7,46 |
20,3 |
44,6 |
71,8 |
89,0 |
Свободный аммиак чрезвычайно токсичен для рыб, особенно для холодолюбивых лососевых, обитающих в чистых водах.
Даже в кратковременных опытах, проведенных на мальках и молоди форели (Salmo trutta), атлантического лосося (Salmo salar L.) и лосося (Salmo gairdneri), величина ЛС50 находилась в пределах 0,2—0,6 мг/л (NH3).
Несколько более устойчивы к аммиаку:
- колюшка (Gasterosteus aculeatus) — 1 мг/л;
- полосатый окунь (Moronc saxatilis) — 1,4;
- пескарь (Pimephales pr melas) — 1,9 — 3,4;
- сомик (Ictalurus punctatus) — 2,4 — 3,8 мг/л.
Всё эти данной получены в опытах при экспозиции от 24 до 96 ч. Увеличение времени экспозиции до 5 — 7 суток ведет к снижению величины ЛС50 даже для более устойчивых видов рыб, таких как лещ (Abramis brama), плотва (Rutilus rutilus), окунь (Perea fluviatilis). Токсичной становится концентрация аммиака 0,35 — 0,50 мг/л. Более продолжительные наблюдения (6 месяцев), выполненные к тому же на низко устойчивой форели, выявляют токсический эффект аммиака даже при концентрации 0,02 мг/л.
Устойчивость рыб к аммиаку определяется не только особенностями обменных процессов у разных видов и возрастов, но и исходным функциональным состоянием особей, а также предварительной акклимацией рыб к низкой концентрации аммиака.
Среди абиотических факторов водной среды существенное влияние на токсичность аммиака оказывает пониженное содержание кислорода в воде, а также насыщение воды углекислотой. Полученные в последние годы экспериментальные данные позволяют внести существенные коррективы в прежние представления об уровне токсичности аммиака, согласно которым он оказывает летальное действие при концентрации 2 — 7 мг/л (по NH3). Для большинства исследованных видов рыб аммиак остро токсичен уже при концентрациях 0,2-0,5 мг/л.