Кислород в искусственном разведении рыбы

Значение кислорода и опасноть снижения его уровня

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).

Почему опасное снижение уровня кислорода чаще случается летом?

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.

Как определить, что причиной гибели рыбы стал недостаток кислорода?

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.

Как противостоять опасному снижению уровня кислорода и гибели рыбы?

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).