Как известно, рыбы дышат растворенным в воде газообразным кислородом (нет, они не разлагают молекулу H2O на водород и кислород - это им не по силам). Вода попадает в жабры рыб, где кислород через стенки жабр, представляющие собой, по сути, мембраны, проникает в кровоток.
У кислорода, растворенного в воде, три источника: 1) прямая диффузия из атмосферы, 2) взаимодействие ветра и волн (хотя этот путь проникновения кислорода можно рассматривать и как частный случай диффузии), и 3) фотосинтез. Из этих трех, наиболее важным путем попадания кислорода в воду является фотосинтез, производимый водными растениями и фитопланктоном. Кислород, попадающий в воду путем фотосинтеза, производится растениями и фитопланктоном во время светового дня, когда светит солнце. В ночное время, уровень кислорода в воде падает из-за дыхания животных, включая рыб, и, опять же, растений. Эти колебания происходят в воде ежедневно, со временем полного цикла 24 часа.
Потребность в кислороде у рыб варьируется, однако большая часть видов лучше всего чувствует себя при концентрации кислорода в воде 5 мг/л, и значительно хуже при падении уровня кислорода до 2-4 мг/л. Смерть обычно наступает при снижении концентрации кислорода ниже 2 мг/л - вначале, обычно, погибают более крупные рыбы, затем более мелкие.
Опасное снижение уровня кислорода в искусственном пруду может наступить по разным причинам:
- избыток водных растений и водорослей (они являются главным производителем, но также и главным потребителем кислорода в водных экосистемах), «
- переворотом» массы водяной (см. ниже),
- повышением уровня органического мусора (например, попаданием в пруд навоза с полей, стоков из септического резервуара, а также избыточного рыбьего корма),
- смертью и разложением органического вещества (например, массовой гибелью растений и водорослей),
- попаданием в воду некоторых химикатов, напрямую изымающих кислород (например, формалина).
Известно, что опасное снижение уровня кислорода в искусственных рыбоводческих прудах, приводящее к массовой гибели рыб, хотя и может произойти в любой сезон и при любой погоде, чаще, все же, происходит в жаркую летнюю погоду. У этого несколько причин:
Высокая температура воды. Газы, и кислород в том числе, значительно лучше растворимы в холодной воде, чем в теплой. Например, полное насыщение кислородом воды с температурой 32°C наступает уже при концентрации 7,4 мг/л, а воды с температурой 7°C - только при концентрации 11,9 мг/л. Эта физическая закономерность ставит рыб во вдвойне сложное положение, так как в теплую погоду их скорость метаболизма увеличивается, и им требуется больше кислорода.
Облачная безветреная погода. Облака мешают проникновению к поверхности воды солнечного света, необходимого для фотосинтеза. Отсутствие ветра сводит к нимимуму и проникновение в воду кислорода за счет взаимодействия ветра и волн - т.к. при отсутствии первого, в замкнутых искусственных прудах не бывает и второго. При этом, потребление кислорода остается на прежнем уровне. Все это вместе приводит к снижению уровня кислорода за каждый 24-часовой цикл и, в итоге, к гибели рыбы. Если облачность и отсутствие ветра сопровождаются еще и теплой погодой (а значит, и высокой температурой воды), то это еще больше узудшает перспективы.
В жаркую погоду, поверхностые слои воды нагреваются гораздо быстрее, чем глубинные. По мере роста разницы в температуре между поверхностью и глубиной, наступает момент, когда в воде образуется т.н. слой скачка - резкий раздел между слоями воды с разной температурой. После образования слоя скачка, смешивания воды с разной температурой перестает происходить. Фотосинтез происходит только в порехностных слоях воды - и в результате, нижние слои остаются без кислорода, но верхние слои могут содержать в себе только ограниченное ее количество. Когда слой скачка разрушается (в результате сильного ветра или холодного дождя), нижний бескислородный слой и верхний относительно богатый кислородом слои перемешиваются - но избыток кислорода в верхнем слое был весьма относительным, и часто его не хватает, чтобы компенсировать отсутствие кислорода внизу водоема. Поэтому, при перемешивании слоев, часто наступает ситуация недостатка кислорода - и если при этом потребность в нем высока, то наступает опасное снижение его уровня и, возможно, гибель рыбы.
Есть несколько признаков, по которым можно определить, что причиной массовой гибели рыбы стало именно снижение уровня кислорода в пруду:
- вся рыба умирает одновременно (часто ночью или в предрассветные часы)
- смертность большой рыбы заметно выше, чем мелкой
- умирающая рыба видна у поверхности воды, «ловя воздух ртом»
- некоторые виды гибнут с изогнутой спиной, сильно раскрытыми жабрами и открытым ртом. Чаще всего эти симптомы наблюдаются у гибридного полосатого окуня и, иногда, у сомов.
- погода перед гибелью рыбы была жаркой, безветреной и облачной. Непосредственно перед гибелью рыбы был дождь с грозой.
К сожалению, если уровень кислорода уже снизился и начался процесс гибели рыбы, то помочь им уже вряд ли можно. Однако, надежно застраховаться от подобных инцидентов в будущем можно, обеспечив водоем системой искусственной подачи воздуха или кислорода (аэрации).
Система подачи кислорода состоит из генератора кислорода, датчика содержания кислорода в воде (избыточное содержание кислорода также вредно для рыбы, как и его недостаток), дозатора, системы шлангов и диффузоров (устройств, создающих микропузырьки, лучше всего растворяющиеся в воде). Как альтернативный метод посредственной подаче кислорода в пруд и его там растворения, можно использовать имеющиеся на рынке системы насыщения кислородом воды, устанавливаемые в помещении, в которые вода из водоема подается насосом. Работая при избыточном давлении, подобные системы позволяют достигать значительно большей степени насыщения воды кислородом, чем это возможно при обычных условиях - вернувшись в водоем, такая вода смешается с бедной кислородом водой, не побывавшей в установке, создав оптимальную концентрацию газа (подавать перенасыщенную O2 воду следует одновременно в разные точки пруда).
