В каждом рыбоводном хозяйстве должна быть лаборатория, где можно провести простейшие гидрохимические анализы.

В период зимовки рыбы определение содержания растворенного в воде кислорода позволит уловить момент, когда может произойти ухудшение условий дыхания рыбы, и принять меры к предотвращению замора. Чтобы объяснить или предсказать это явление, необходимы более сложные анализы воды на окисляемость и на другие показатели. Летом гидрохимические анализы помогут определить эффективность кормления рыбы, выбор количества и качества удобрений, опасность возникновения заболеваний и наиболее эффективные меры борьбы с ними.

Не обязательно выполнять очень сложные анализы. Иногда о качестве воды для целей рыбоводства могут свидетельствовать, кроме водородного показателя и концентрации растворенных в ней кислорода и двуокиси углерода, самые простые показатели, например карбонатная, или временная, жесткость, определяемая по величине щелочности, то есть количеству миллилитров децинормальной соляной кислоты.

Жесткость воды свидетельствует о наличии кальция и магния - необходимых макроэлементов природных вод, о щелочном резерве, характеризующем буферность воды, то есть ее устойчивость к воздействию кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, а также о необходимости и эффективности таких важных мероприятий, как известкование и купоросование воды, о целесообразности применения ряда препаратов для борьбы с заболеваниями рыб.

Более сложные анализы проводят в специализированных лабораториях крупных рыбоводных хозяйств, научно-исследовательских организаций, санитарно-эпидемиологических станций.

Контроль качества воды в условиях совхозного рыбоводного хозяйства

В этом разделе приводятся сведения и методики, касающиеся лишь тех работ, которые могут быть проведены в условиях колхозного или совхозного рыбоводного хозяйства, где отсутствует лаборатория, оснащенная штатом специалистов и сложным оборудованием. Специалисты-гидрохимики руководствуются специальными изданиями.

Отбор проб воды производится, как правило, специалистом или ответственным лицом в прудах у водовыпуска, обязательно из источника водоснабжения и отдельно в месте поступления воды в пруд на глубине 0,5-0,7 м. При этом проба обязательно должна быть характерной для данных условий, а количество воды достаточным для проведения анализов (как правило, 1-2 л). Работу с пробой воды проводят так, чтобы не вызвать изменения ее состава и свойств.

Пробы воды для отправки в лабораторию берут в чисто вымытую стеклянную посуду (с притертыми пробками или бутылки с капроновыми или резиновыми пробками) или в полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой, с помощью разного рода устройств - батометров.

Пробу воды нумеруют, снабжают этикеткой и прилагают к ней описание условий и результатов проведенных на месте анализов. Номер пробы дублируют на пробке бутылки. В момент отбора пробы определяют температуру воды, светопропускание (прозрачность), цвет, запах, вкус, содержание растворенного кислорода, двуокиси углерода, щелочность, водородный показатель.

Физические и органолептические свойства воды

Цвет и прозрачность воды. Чистая вода обычно бесцветная и только в толстом слое она приобретает слабую голубую окраску. Цвет и прозрачность природных вод зависят от количества и состава растворенных в них неорганических и органических соединений, уровня развития микроскопических водорослей.

Если вода прозрачная, но имеет буроватый цвет, то это в большинстве случаев указывает на наличие значительного количества органических соединений. Эти соединения требуют большого количества растворенного в воде кислорода для своего окисления. В полесской зоне бурое окрашивание воды является следствием попадания болотных вод в пруды. В южных прудах страны окраска воды - свидетельство загрязнения. В этом случае можно ожидать замора рыбы, вызванного дефицитом растворенного в воде кислорода, поэтому следует готовиться к проведению мероприятий по аэрации воды.

О необходимости и целесообразности этих мероприятий судят по результатам специальных исследований, если замечено побурение воды: определение растворенного кислорода, двуокиси углерода, водородного показателя, окисляемости и биохимической потребности в кислороде (БПК). Белесые разводы, наблюдаемые в толще воды или на поверхности пруда, сопровождающиеся запахом тухлых яиц, свидетельствуют о восстановлении сульфатов с образованием сероводорода или о наличии выхода в пруд воды сероводородных минеральных источников. Такое явление наблюдается в некоторых рыбоводных хозяйствах, расположенных в богатых залежами серы районах.

Цветность воды определяют визуально, наливая в цилиндр с плоским дном столб воды высотой 10 см, рассматривая его на белом фоне при рассеянном дневном свете и описывая словесно.

Чтобы определить цвет воды, существуют также специальные методы. Окраску природной воды сравнивают со стандартной шкалой, сделанной из специального раствора разной концентрации. Цветность воды выражается в градусах: выше 30° она считается высокой.

Прозрачность воды непосредственно в пруду измеряют при помощи белого диска или доски, которые опускают в воду на шнурке или штанге, имеющих отметки глубины. Глубина, на которой диск становится невидимым, является показателем прозрачности. В лаборатории прозрачность определяют, рассматривая специальный шрифт через столбик воды. Высота столбика регулируется краником в градуированном цилиндре. Выраженная в сантиметрах высота, при которой исчезает видимость шрифта, является показателем прозрачности. При описании прозрачности воды всегда указывают, каким способом она определена.

Очень важным показателем, характеризующим условия выращивания рыбы в прудах, является запах воды, который первым сообщает об опасности, грозящей выращиваемой рыбе. Чистая природная вода обычно лишена запаха, но в прудах, которые питаются водой из болотистой местности, она иногда приобретает болотный запах.

Резкий болотный запах имеет вода из прудов, в которых развиты сине-зеленые водоросли, главным образом из рода осциллятория. Это латинское название свидетельствует о способности водоросли светиться. Ночное свечение воды наблюдается в южных прудах с высокоминерализованной водой, где в большом количестве развивается эта водоросль.

Рыба в таких прудах также приобретает болотистый запах, на вкус сильно отдает болотом, поэтому непригодна в пищу. Однако выдержанная двое-трое суток в свежей проточной воде, рыба полностью восстанавливает свои вкусовые качества.

Запах воды - очень чувствительный показатель. Характер и интенсивность запаха воды определяют несколько раз при 20 и 60°С и описывают словесно, например, землистый, гнилостный, травянистый, ароматический, плесневый, рыбный, болотный, древесный, сероводородный и др.

Вкус воды определяют органолептически, набирая ее в рот по 10-15 мл, несколько секунд держат, затем сплевывают и описывают словесно. Различают четыре основных вкуса воды: соленый, сладкий, горький и кислый, а также привкусы - щелочной, металлический и др.

По вкусу можно примерно установить степень и характер засоленности воды прудов. Солоноватый вкус появляется, когда в воде растворено более 1 г солей на 1 л. При солености выше 3 г вода уже непригодна для питья. Соленый вкус воде придают хлориды, главным образом хлористый натрий, а горький - сульфаты и магний.

При очень соленом вкусе воды в рыбоводном пруду проводят ее химический анализ, поскольку содержание хлоридов (ионов хлора) выше 7 г на 1 л губительно для карпа и большинства видов прудовых рыб. Необычный привкус воде придает наличие в ней разных загрязнений, а также заболоченность.

Сезонные и суточные колебания температуры воды в прудах

Температура воды в прудах характеризует в основном интенсивность протекающих здесь жизненных процессов. Развитие громадного большинства кормовых организмов происходит весной и летом при повышенной температуре воды. Для нормальной жизнедеятельности и наилучшего роста каждого вида рыб имеются свои границы температуры. Так, карп начинает брать корм при температуре воды не ниже 4°С. Наиболее интенсивно рыба питается и растет при температуре 20-28°С.

Главный источник тепла для прудов - энергия солнца. Поэтому температура воды в прудах имеет сезонные и суточные колебания соответственно фазам солнечной деятельности. Кроме того, температура воды в прудах тесно связана с погодными условиями.

Поскольку вода имеет низкую теплопроводность и высокую теплоемкость, изменения температуры воды до некоторой степени отстают от изменений температуры воздуха. Чем глубже водоем, тем сильнее это отставание.

Суточные колебания температуры в мелких прудах могут быть весьма значительными. При глубине 20 см разница между минимальной и максимальной температурами воды может достигать 5°С, в верхних слоях пруда глубиной 1 м - 10, а в придонных слоях - 2°С.

Очень резкие колебания температуры воды отрицательно сказываются на развитии водных организмов. Особенно нежелательны они в мелких нерестовых прудах. На температуру воды в зимний период существенно влияет ее химический состав. Известно, что пресная вода замерзает при температуре 0°С, поэтому она не может иметь минусовой температуры при обычных условиях. Только при таянии снега в пруды может попадать переохлажденная вода, имеющая температуру на несколько сотых градуса ниже нуля. При увеличении количества растворимых в воде солей до 5,5 г на 1 л точка ее замерзания понижается до -0,3°, а при 10 г вода будет замерзать уже при температуре -0,5°С.

Большинство выращиваемых в прудах рыб не приспособлено к длительному пребыванию в воде с температурой ниже 0°С. Они болеют и гибнут. Поэтому контроль за термическим режимом прудов особенно важен в зимнее время. Для этого необходимо иметь специальные точные водные термометры, так как изменения температуры воды даже на десятые доли градуса весьма важны для состояния зимующей рыбы.

Температуру воды в прудах измеряют при помощи специального поверхностного термометра. Он представляет собой металлическую оправу, оканчивающуюся металлическим или капроновым стаканчиком с отверстиями. В эту оправу вставляют водный ртутный термометр с ценой деления 0,1-0,5°С. Термометр опускают в воду на необходимую глубину и выдерживают не менее 5 мин. Затем термометр вынимают и определяют температуру по высоте столбика ртути.

Вода в стаканчике, в которую опущен резервуар со ртутью термометра, сохраняет температуру слоя воды, в котором произведен замер температуры. Для удобства определения глубины бечевку, на которой подвешен термометр, нужно разделить отметками через каждые 10 см.

В случаях, когда специальный термометр отсутствует, можно использовать обычные химические термометры, набирая воду в бутылку или другой сосуд.

Для контроля за условиями выращивания рыб летом желательно определять температуру воды 3-4 раза в сутки, через равные промежутки времени, утром, днем и вечером, например, в 6, 12, 18 и 24 ч. Если температуру воды измеряют один раз в сутки, то следует помнить, что в 10 ч дня температура воды в прудах приближается к среднесуточной. Зимой достаточно измерить температуру воды 1 раз в день.

Определение в полевых условиях физико-химических свойств воды

Водородный показатель (рН) - один из важнейших индикаторов качества воды, показатель ее кислотности или щелочности, тесно связанный с газовым режимом водоема.

В полевых условиях удобнее определять рН с помощью шкалы, содержащей компаратор и пробирки с буферными растворами, окрашенные индикаторами, рН которых отличается на 0,2 деления, и набором индикаторов: метиловый красный (4,4-6 рН), бромтимоловый синий (6-7,6 рН), крезоловый красный (7,6-8,2 рН) и тимоловый синий (8,2-9,2 рН).

В ополоснутую водой из водоема прилагаемую к шкале пробирку набирают воду, добавляют указанное в инструкции количество индикатора и сравнивают с окраской пробирок шкалы. Если цвет не совпадает ни с одной из пробирок, то наливают другой индикатор. Если вода имеет окраску, то используют компаратор, в который за пробирки с буферными растворами ставят пробирку с испытуемой водой, но без индикатора, а за пробиркой с испытуемой водой, куда прилит индикатор, помещают дистиллированную воду в пробирке.

Оптимальная температура воды для определения рН этим способом равна 18-20°С. При наличии хорошо оснащенной лаборатории и лаборанта-химика pН определяют электрометрически, с помощью специального прибора - рН-метра по прилагаемой к нему инструкции.

Присутствие растворенных в воде газов

В воде прудов растворены в значительном количестве газы, попадающие из атмосферы и образующиеся в водоеме в результате химических, а главным образом биологических процессов. Присутствие растворенных в воде газов имеет важное значение, ибо благодаря тому, что в воде растворен кислород, здесь могут жить большинство водных животных, в том числе рыбы.

Для нормального течения процессов фотосинтеза у водных растений необходимо присутствие растворенной в воде двуокиси углерода.

Кислород - наиболее важный из всех растворенных в воде газов. Растворимость в воде кислорода, равно как и других газов, тесно связана с температурой воды, атмосферным давлением и уровнем минерализации воды. Чем больше в воде растворено солей, тем меньшая растворимость в ней кислорода.

Днем растения в процессе фотосинтеза вырабатывают кислород, который попадает в воду и частично растворяется в ней. Поэтому в конце светового дня количество кислорода в воде бывает высоким. В тихие летние безветренные солнечные дни насыщенность воды кислородом может достигать 120-130%.

Наименьшее количество растворенного в воде кислорода отмечено в предутренние часы, когда процесс фотосинтеза еще не начался и кислород не образуется, а имевшийся в растворенном состоянии в воде он расходуется на дыхание растений и животных ночью. Поэтому в жаркие безветренные ночи может наступать дефицит кислорода в воде, вызывающий летний замор рыбы.

Содержание растворенного в воде кислорода влияет на состояние выращиваемой рыбы. Наиболее распространенный в прудовом рыбоводстве карп при снижении содержания кислорода до 3,0-3,5 мг на 1 л начинает беспокоиться, плохо потребляет корм, а при дальнейшем падении содержания кислорода до 0,5 мг возникает опасность гибели от замора. Более чувствительны к понижению содержания кислорода холодолюбивые рыбы. Для форели, например, уменьшение содержания в воде кислорода до 5 мг/л весьма угрожающе, а до 2 мг/л уже приводит к ее гибели.

Поскольку процессы, связанные с увеличением или уменьшением количества растворенного в воде кислорода, очень разнообразны и сложны, то нельзя предвидеть кислородный режим пруда заранее. Обойтись без регулярных анализов воды на содержание растворенного в ней кислорода в течение всего периода выращивания рыб невозможно. Очень важно контролировать содержание кислорода в воде зимой, когда вода в пруды попадает из покрытых льдом рек, куда она также поступает из бедных кислородом подземных источников. В это же время в прудах происходят процессы гниения органического вещества и дыхание животных, на которые расходуется растворенный в воде кислород.

Содержание растворенного в воде кислорода определяют иодометрически по Винклеру. Кислородную склянку объемом 100-300 мл с помощью полевого батометра или специальной насадки наполняют водой, опуская шланг на дно и переливая некоторое количество воды.

Склянки калибруют с точностью до 0,1 мл, взвешивая их с дистиллированной водой и сухими. На каждой склянке пишут ее объем несмываемой краской, а косо срезанную притертую пробку привязывают к склянке. Ставя пипетку на дно склянки и медленно ее вынимая, доливают 2 мл раствора сульфата марганца (MnSО₄) или хлорида марганца (МnС1₂). Затем обязательно отдельной пипеткой, опустив ее только на 2 см в склянку, приливают 2 мл раствора едкого натра или едкого кали и иодида или азида натрия [(NaOH+КОН или KOH+KJ (NaN₃)].

Склянку осторожно закрывают, чтобы не осталось пузырьков воздуха, ее горло ополаскивают водой, перемешивают и дают отстояться. Этот процесс иногда называют фиксацией кислорода. После размешивания склянку с пробой можно отнести в лабораторию и провести там дальнейший анализ.

Уже по цвету осадка можно оценить примерно с точностью до 2 мг на 1 л содержание растворенного кислорода, используя имеющуюся в лаборатории шкалу. При грязно-белом цвете осадка количество кислорода составляет около 0,5, при желтом - 2, при темно-бежевом - 4, при светло-коричневом - 6, темно-коричневом (шоколадном) - 8 мг на 1 л.

Факторы, влияющие на качество воды водоемов

Двуокись углерода (СО₂) играет исключительно важную роль в жизни водоемов. Это - основная часть, участвующая в образовании органического вещества в процессе фотосинтеза.

Двуокись тесно связана с круговоротом веществ в водоеме, в том числе с созданием и разрушением органического вещества, обменом кальция, магния и углекислых солей - карбонатов, карбонатным равновесием в водоеме.

Двуокись углерода попадает в воду прудов как с атмосферными осадками и грунтовыми водами, так и при дыхании организмов, разложении их останков и продуктов жизнедеятельности. Главная часть двуокиси углерода в воде прудов имеет органическое происхождение.

В воздухе содержится 0,03% двуокиси углерода, в дождевой воде - до 0,6, в речной и озерной - до 30%. В 1 л прудовой воды количество двуокиси углерода может достигать нескольких десятков миллиграммов.

Оптимальное содержание двуокиси углерода в воде прудов летом составляет 5-10, допустимое - 20-30 мг на 1 л. Количество растворенных в воде двуокиси углерода, гидрокарбонатного и карбонатного ионов находится в тесной взаимосвязи с величиной водородного показателя.

Содержание двуокиси углерода в воде определяют несколько раз в сутки. При этом разница между дневными и ночными показателями свидетельствует об активности процессов фотосинтеза и дыхания рыб, происходящих в прудах. Данные о количестве двуокиси углерода в воде могут быть использованы также для определения рН, они характеризуют условия жизни рыб, особенно в подледный период зимовки, так как двуокись углерода в высокой концентрации — яд для рыб.

Содержание свободной двуокиси углерода в воде, минерализация которой не превышает 1 г на 1 л при отсутствии значительной концентрации гуминовых кислот, можно определить следующим способом.

Воду берут с такими же предосторожностями, как и для определения свободного кислорода, в склянку с притертой пробкой, снабженную меткой на объем 100 или 150 мл. В лаборатории удаляют лишнюю воду до метки, добавляют 0,1 мл 1%-ного раствора фенолфталеина и перемешивают.

Если проба окрасится в розовый цвет, то свободная двуокись углерода отсутствует, рН такой воды выше 8,3. Если вода остается бесцветной, пробу титруют, добавляя каплями 0,02 н. раствора щелочи NaOH или соды Na₂CО₃ до появления устойчивого розового оттенка. Для увеличения точности анализ проводят дважды.

Если вода очень жесткая или содержит много железа, то при проведении анализа в нее добавляют раствор сегнетовой соли. Если проба воды при добавлении фенолфталеина приобретает интенсивную розовую окраску, значит в ней присутствуют карбонаты. Определить их содержание можно, титруя пробу 0,05 или 0,1 н. раствором соляной кислоты до розоватого цвета.

Для определения гидрокарбонатов в ту же пробу, в которой определяли содержание карбонатов, добавляют 3 капли индикатора метилового оранжевого и продолжают титровать 0,05 н. раствором соляной кислоты до появления оранжевого оттенка.

Щелочность обусловлена наличием в воде щелочных и щелочно-земельных металлов, образующих соединения со слабыми кислотами, главным образом с угольной. Щелочность воды устанавливают титрованием 100 мл воды 0,1 и. соляной кислотой в присутствии трех-четырех капель метилового оранжевого. Число миллилитров соляной кислоты, пошедшей на титрование, есть щелочность воды, выраженная в миллиграмм-эквивалентах.

Приближенное определение окисляемости воды по окраске

Окисляемость воды — один из важнейших показателей, характеризующих условия содержания рыб в прудах, их санитарно-биологический режим.

Окисляемость - также косвенный показатель концентрации растворенного в воде органического вещества.

Для приближенного определения окисляемости воды при отсутствии оборудованной лаборатории можно применить следующий способ: в пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, прибавляют 0,5 мл серной кислоты и 1 мл 0,01 н. раствора перманганата калия. Через 40 мин при температуре около 20°С приблизительные данные о величине окисляемости могут быть получены по следующим показателям.

Определение окисляемости воды по окраске

Окраска в пробирке	Приблизительная величина окисляемости, мг О2 на 1 л
Яркая лилово-розовая	1
Лилово-розовая	2
Слабо-лилово-розовая	4
Бледно-розовая	8
Слабо-лиловато-розовая	6
Розовато-желтая	12
Желтая	16

Если окраска воды получилась желтая, то исследование повторяют, разведя проверяемую воду дистиллированной водой в 2 и 4 раза, увеличив соответственно полученный показатель.

В лаборатории чаще всего перманганатную окисляемость определяют в кислой среде. Объем пробы воды для анализа берут по вышеописанному методу. Если окисляемость воды ниже 10 мг кислорода на 1 л, то берут 100 мл испытуемой воды, если более высокая, то пробу разбавляют дистиллированной водой в соответствующей пропорции. Добавляют 5 мл 25%-ного раствора серной кислоты и подогревают. При появлении первых признаков кипения добавляют точно 10 мл 0,01 н. раствора перманганата калия и кипятят на слабом огне ровно 10 мин. В колбу помещают несколько запаянных с одной стороны капилляров и накрывают ее воронкой. Если жидкость обесцветится или потеряет розовую окраску, то определение повторяют, разбавив испытуемую воду дистиллированной. По окончании кипячения колбу снимают с огня и добавляют в нее точно 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты. В обесцвеченную жидкость добавляют из бюретки 0,01 и. раствор перманганата калия до появления слабо-розовой окраски.

Для проверки титра раствора перманганата калия в только что оттитрованную пробу прибавляют 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты и титруют раствором перманганата до появления слабо-розовой окраски. Поправку к титру перманганата калия рассчитывают по специальной формуле.