Текст книги "Промышленные и альтернативные аэраторы на основе зелёной энергетики для рыбных водоёмов и озёр. Монография"

Для рыбоводства самым главным является качество среды обитания выращиваемых объектов. Этой средой, безусловно, является вода. Вода для выращивания рыбы должна соответствовать определённым требованиям. Основными требованиями, которые предъявляются к качеству воды:

1. Соответствие биологическим особенностям выращиваемой рыбы;

2. Обеспечение товарного качества выращиваемой рыбе;

3. Предотвращение накопления в рыбе ядовитых веществ;

4. Отсутствие веществ, которые портят вкус или запах рыбы;

5. Вода не должна содержать в своём составе источников заболевания рыбы.

Перед тем, как строить рыбоводное хозяйство, следует всесторонне исследовать воду на предмет её соответствия рыбоводным нормативам. Для исследования качества воды необходимо обратиться в ближайшую санэпидемстанцию, где проводят токсикологические, гидрохимические, бактериальные, паразитологические анализы воды взятых в исследуемом водоёме. Если вода не соответствует рыбохозяйственным требованиям, то необходимо определить способы водоподготовки: Очистка воды, аэрация, и др. К показателям, которые характеризуют качество воды можно отнести такие как:

· Прозрачность;

· Цветность;

· Температура;

· Растворенные газы – кислород, аммиак, двуокись углерода, сероводород;

· Водородный показатель рН;

· Биогенные элементы (фосфор, азот);

· Солевой состав;

· Органические вещества.

Прозрачность воды зависит от в взвешенного в ней неживого и живого органического и неорганического вещества, так называемого сестона. Измеряют прозрачность при помощи специального окрашенного в различные цвета или белого диска, который прикрепляется к размеченной штанге или тросу. Отметки на штангу наносят через каждые 10 см.

Для измерения прозрачности воды диск на штанге погружают в воду до момента, когда диск перестаёт быть виден. В прудах для выращивания рыбы, особенно в тех, где обитает карп, прозрачность бывает очень низкой – от 30 до 50 см. Это вызвано тем, что карпы активно роют ил, добывая в нём себе пропитание, и тем самым взмучивают воду, понижая её прозрачность. Иногда прозрачность воды понижается из-за вспышки роста фитопланктона.

Чтобы увеличить прозрачность, в воду для осаждения сестона добавляют известь. Цветность воды определяется длиной волны и измеряется в нанометрах (нм). Для выращивания карпа оптимально подходит цвет воды с длиной волны 550—580 нм, который соответствует зелёно-жёлтому или жёлто-зелёному цвету. Форели подходит цвет воды от жёлто-зелёного, через жёлтый к сине-зелёному, что соответствует 515—565 нм. Цветность воды измеряют вместе с прозрачностью.

Для измерения используют диск диаметром около 10 см, на котором размечены 16 секторов, которые окрашены в цвета от фиолетового 420 нм до вишнёвого 680 нм. После определения прозрачности диск погружают на половину глубины прозрачности, при этом диск отчётливо просматривается, а его сектор белого цвета окрашивается естественным цветом воды. Нужно подбирать к этому естественному цвету наиболее соответствующий цвет на диске. Цвет, который наиболее подходит и является цветом воды. Выбирая сектор, наиболее схожий по цвету на белом секторе, определяют цветность. В табл. 2.2 представлен порядок и название эталонов цветности, нанесенные на сектора диска и соответствующие им длины волн.

Измерение цветности, температуры и прозрачности воды рекомендуется производить 2 раза в день – утром и вечером в наиболее глубоком месте водоёма у водоспуска или в нескольких местах. Часто цвет воды определяется цветением различных водорослей: сине-зелёных, зелёных, диатомовых и др. Эти водоросли придают воде окрас от голубоватого до жёлтого или ярко-зелёного. При мощных вспышках развития фитопланктона происходит, так называемое, цветение водоёма, при котором после бурного развития водорослей начинается их отмирание, вследствие чего при их разложении потребляется огромное количество растворённого в воде кислорода. Вследствие недостатка кислорода может возникнуть предкамерное состояние рыбы и повышается вероятность гибели рыбы.

Чтобы избегать таких ситуаций требуется известкование водоёмов. Иногда цветность воды определяются содержанием в ней гумусовых органических веществ растительного происхождения, придавая воде бурый оттенок. Но болотистая бурая вода как правило непригодна для выращивания рыбы. Температура воды прежде всего зависит от времени года и географического расположения водоёма, а также некоторых других факторов.

Температура имеет исключительно важное значение для жизни рыб и некоторых других водных организмов, которых можно отнести к холоднокровным животным или пойкилотермным. Температура их организма полностью зависит от температуры, которую имеет окружающая среда. Всех рыб можно разделить на две группы: теплолюбивых и холоднолюбивых. В первую группу входят: карась, карп, растительноядные —толстолобик и белый амур, тиляпии, сомы и др. Во вторую группу входят: лосось, пелядь, форель, сиг, и другие.

Оптимальная температура для питания и роста теплолюбивых рыб лежит в пределах 20—30⁰ С, а для холоднолюбивых в пределах 10—20 0С. Вода имеет очень важное свойство, которое даёт возможность жизни в замерзающих водоёмах. При температуре 4 0С вода имеет максимальную плотность, а при 0 0С в точке замерзания плотность воды ниже, поэтому лёд при замерзании водоёма всегда находится сверху, а вода снизу. Находящийся сверху лёд защищает водоём от полного промерзания. Вода имеет большую теплоёмкость, поэтому она долго нагревается и медленно остывает.

В летнее время температура воды к вечеру немного повышается, поэтому измерения желательно производить утром и вечером для более точного определения среднесуточной температуры. Кислород можно отнести к одному из важнейших газов, которые растворены в воде, так как является необходимым для дыхательных процессов всех водных растений и животных. Растворимость кислорода в воде строго зависит от температуры и давления. При понижении температуры и повышении давления растворимость кислорода растёт.

Например, при давлении 1 атмосфер и температуре 20 0С 100% насыщение воды кислородом составит 9 мг/л. Основным источником кислорода в воде является фитопланктон, так как он задействован в процессе фотосинтеза, который обеспечивает почти 100% объём кислорода, который вырабатывается водными растениями. Другим источником кислорода является атмосфера. Когда в воде кислорода находится менее 100%, то наблюдается процесс, который называется инвазия. Инвазия – это абсорбция кислорода в воду из атмосферы.

Если же мы наблюдаем массовое развитие фитопланктона и бурный фотосинтез, то растворённого в воде кислорода оказывается больше, чем может растворится. В таком случае происходит выделение кислорода из воды в виде пузырьков и называется этот процесс – эвазия. Эвазия в рыбоводных прудах наблюдается гораздо реже, чем инвазия. Кислород в пруду расходуется также на самоочищение, при котором происходит окисление избыточного количества органических и неорганических веществ. Ночью из-за отсутствия света фотосинтез не происходит и весь кислород расходуется на дыхание, поэтому утром концентрация кислорода в воде минимальна.

После восхода солнца концентрация кислорода повышается и к полудню достигает максимума. При сверхинтенсивном развитии фитопланктона, особенно в безветренную погоду, когда отсутствует перемешивание слоёв воды, наблюдается неравномерное распределение кислорода по вертикали. В придонном слое содержание кислорода может быть мизерным, а у поверхности наблюдается перенасыщение до 300%. Такое явление называют кислородной стратификацией.

Кислородная стратификация может послужить причиной замора вследствие того, что в придонных слоях в отсутствии кислорода могут образовываться вредные вещества, которые образуются при бескислородном разложении – аммиак, сероводород, метан. При снижении концентрации растворённого в воде кислорода до опасной для рыб нормы применяют различные приёмы для поднятия уровня до нормы– аэрацию, водообмен, удобрение водоёма для стимуляции фотосинтеза, уменьшение норм кормления, известкование.

Углекислый газ – это двуокись углерода, который является другим по важности газом в рыбоводном пруду. Его источником являются процессы биохимического распада, окисления органических веществ, дыхания водных растений и животных. Углекислый газ является основным источником построения органических веществ зелёными растениями. При растворении углекислого газа в воде образуется угольная кислота H2 CO3.и подкисляет воду.

Если в рыбоводном пруду двуокиси углерода больше 30 мг/л, то такой показатель говорит о загрязнении пруда органическими веществами. В таком случае проводят аэрацию водоёма, его известкование и уменьшают норму кормления рыбы. Сероводород и аммиак выделяются при анаэробном разложении органических веществ, в основном белков. Наличие сероводорода в рыбоводных прудах даже в незначительных количествах категорически недопустимо, так как губительно для рыб. Наличие сероводорода можно определить по запаху тухлых яиц. Наличие сероводорода в придонном слое пруда свидетельствует о дефиците кислорода и является предпосылкой развития заморов. При обнаружении характерного запаха нужно в срочном порядке сбросить наиболее загрязнённый нижний слой воды и при наличии аэраторов, включить их. Так же при возможности добавить свежей воды в водоём. Содержание в воде сероводорода напрямую зависит от pH.

Чем ниже pH, тем кислее среда и тем больше сероводорода. Если pH больше 8, то сероводород практически отсутствует. Так же, как и сероводород, аммиак имеет прямую зависимость от pH, но в отличие от сероводорода доля аммиака увеличивается по мере роста водородного показателя. Основным источника аммиака в рыбоводном пруду служат выделения рыб и других гидробионтов. Токсичность аммиака для гидробионтов сильно зависит от температуры воды, концентрации кислорода и жёсткости воды. Максимально допустимый уровень свободного аммиака в рыбоводном водоёме не должен превышать 0,1 мг/м3.

Водородный показатель pH характеризует кислотность воды. Он определяется концентрацией водородных ионов. pH выражается в безразмерных единицах от 1 до 14. Нейтральной реакцией считается показатель pH равный 7. Если среда ниже 7, то она считается кислой, если выше 7, то щелочной. Оптимальной средой для развития и роста большинства рыб считается нейтральная или слабощелочная реакция воды. В течении суток показатель pH может меняться на 2—3 единицы.

В тёплое время года при массовом развитии водорослей растения в течении дня извлекают из воды в течении дня всю свободную углекислоту ближе к вечеру её концентрация уменьшается почти до нуля. При отсутствии в воде угольной кислоты вода становится щелочной. Так как концентрация аммиака, сероводорода и угольной кислоты тесно связаны с показателем pH, водородный показатель иногда причисляют к параметру, который характеризует газовый режим водоёма. Измерять pH воды в рыбоводных прудах рекомендуется два раза в день– утром и вечером. Органические вещества могут попадать в водоём разными путями.

Основным источником органического вещества при использовании интенсивного метода выращивания является корм. Несъеденный рыбой корм является источником загрязнения водоёма органическими веществами. Потреблённый и переваренный корм рыбой, который рыба затем выбрасывает в виде экскрементов тоже загрязняет водоём органическими веществами. Но экскременты рыб загрязняют водоём в гораздо меньшей степени, чем несъеденные остатки корма. Поэтому при кормлении рыбы нужно это учитывать, чтобы избегать потерь корма.

Значительное количество органического вещества образуется и при отмирании водорослей. Поэтому при чрезмерном развитии фитопланктона, как упоминалось выше, следует этому препятствовать. Определяют наличие органического вещества в воде по пермаганатной, бихроматной, агрессивной окисляемости, по биохимическому потреблению кислорода за одни и за пять суток (БПК1 и БПК5). По бихроматной окисляемости определяют общее количество органического вещества. Около 40% органического вещества составляет пермаганатная окисляемость. При бихроматной окисляемости используют бихромат калия, а при перманганатной – преманганат калия. Отсюда и следуют названия показателей.

Показатели измеряют в мг кислорода, который израсходуется на окисление органики в 1 литре воды. Агрессивная окисляемость показывает долю сверхокисляемой органики. Если эта доля составляет до 40%, то вода считается относительно чистой. 40—60% говорит об органическом загрязнении. При 70—80% возникает угроза замора. Окисляемость сама по себе не вредит рыбам, однако для окисления органического вещества расходуется кислород, который необходим рыбе. Поэтому нужно избегать и предотвращать превышений значений этого показателя.