Перевозки живой рыбы: проблемы и решения

Перевозка живой рыбы всегда была одной из важнейших составляющих технологического процесса в рыбоводстве. Существует мнение, что основную проблему при перевозке живой рыбы представляет аммонийный азот, выделяемый рыбой. В воде он присутствует в виде иона аммония NH₄⁺ и свободного аммиака NH₃.

Целью настоящий работы было изучение динамики накопления аммония и свободного аммиака в рыбных ёмкостях при перевозке форели, уточнение токсичности аммония (NH₄⁺) и аммиака (NH₃), по также проверка технологии очистки воды от соединений аммонийного азота с помощью цеолита.

Цеолит (в переводе с греческого — кипящей камень) — общее название алюмосиликатных материалов природного и искусственного происхождения.

Природные минералы этой группы объединяет развитая поверхность, наличие молекулярного Сита вых, ионообменных и каталитических свойств.К к интенсивности абсорбции различных веществ и соединений обусловлено развитой внутренней поверхностью кавернозной структуры минерала, достигающий 47%. К достоинствам природных цеолитов следует отнести их способность к регенерации и возможность применения в многоцикловом режиме.

Мы испытывали различные виды и фракции цеолитов, однако нам долго не удавалось добиться результатов, приемлемых для использования при перевозке живой рыбы. Эффективность оказывалась недостаточной для того, чтобы заметно снизить содержание аммония. Наконец, мы попробовали применить в процессах природный цеолит «Сокирнит», тип 1, который позволил достичь целей технологии.

Природный цеолит «Сокирнит», тип 1, тут один является цеолитом клиноптилолитового типа с высоким содержанием цеолитового вещества (более 70%), что позволяет отнести его особенно чистым материалом.

Химическая формула клиноптилолита:
(Na₂+, K₂+, Ca)₅ Al₆Si₃₀O₇₂ * 18H₂O

Материал предназначен для очистки природных и сточных вод, удовлетворяет всем требованиям к материалам, используемым в качестве фильтрующих загрузок.

Природный цеолит «Сокирнит», тип 1 применяется на объектах ЖКХ, химического, металлургического, нефтегазового секторов промышленности и имеет все необходимые разрешительные документы.

Эксперимент 1

Цель эксперимента — оценить интенсивность накопления аммонийного азота в одном контейнере при перевозке форели в течение 25 часов c cевера Ленинградской области в Подмосковье.

Пробы отбирались непосредственно перед погрузкой, через 2,5; 7,5 и через 25 час непосредственно перед выгрузкой форели. Температура воды при погрузке составляла 2 °C, перед выгрузкой 0,1 °C. Результаты измерений показаны на рис. 1. К концу перевозки содержание аммония достигло 4,8 мг/л.

Активная реакция воды (pH) в течение первых 2,5 час сдвинулась в кислую сторону с 7,15 до 6,35 и в дальнейшем в течение всей перевозки изменялась мало. Подкисление воды, очевидно, явилось результатом поступления в воду двуокиси углерода, выделяемой рыбой при дыхании, хотя концентрация двуокиси углерода возросла незначительно, что, по-видимому, объяснялось отдувкой CO₂ аэрационные системы.

Эксперимент 2

Целью эксперимента 2 был поиск таких концентраций аммония и (или) аммиака, при которых происходило бы явное угнетение форели. Опыт проводился следующим образом. В стандартные живорыбные контейнеры объёмом 2,2 м³ помещалось по 200 кг форели средней навеской 640 г. Температура воды составляла 17,5 °C. Измерялось содержание растворенного кислорода, аммонийного азота, pH, нитритов и нитратов. Состояние форели оценивалась по положению тела при плавании, реакции на внешние раздражители, возможности у поимки руками. После появления иных признаков угнетения рыбы планировалось провести обработку воды цеолитом. Содержание кислорода в течение всего времени эксперимента оставалась на уровне 135–150 % нормального насыщения.

Рис. 1. Динамика содержания аммонийного азота в воде живорыбного контейнера при перевозке радужной форели

Рис. 2. Содержание аммонийного азота при длительном пребывании форели в транспортной емкости

Существенные признаки ухудшения состояния у значительной части рыбы были зафиксированы через 36 час после начала эксперимента. Единичные экземпляры, периодически переворачивавшиеся на бок, появлялись и ранее, однако это явление не приобретало массовый характер. Через 36 час уже несколько десятков рыб плавали вяло, в основном на боку, вблизи поверхности воды и легко ловились руками. Периодически рыбы принимали вертикальное положение головой вверх. В то же время основная часть рыб продолжала оставаться в нижней трети контейнера и медленно плавала в нормальном положении. Движения были вялы и замедлены. Гибели рыбы не происходило.

Содержание аммония в этот момент составляло 12,6 мг/л, pH 6,3, температура воды снизилась до 16,8 °C. содержание свободного аммиака было на уровне 0,01 мг/л.

Добавка 3 кг ПЦ «Сокирнит» вызвала быстрое падение (в течение 1 час) и шестидесятых до 6,75 мг/л (рис. 2). В дальнейшем уровень аммония стал вновь увеличиваться.

Проведённый эксперимент показал, что при содержании аммония более 12 мг/л изменения в поведении и ухудшение состояния отмечаются у значительной части рыбы (около 10 %). Количество свободного аммиака в этот момент остается небольшим — на уровне нескольких сотых мг/л.

В среднем за весь период эксперимента интенсивность выделения аммония составляла 3,3 мг аммония на 1 кг/час.

В ходе лабораторных испытаний цеолита мы обратили внимание, я что способность поглощению аммония зависит от его количества в воде. Так, при содержании в воде аммония 0,84 мг/л 1 кг цеолита поглощал 0,975 мг аммония, при 1,5 — 1026 мг/кг, а при 12,6 — 3900 мг/кг. При высокой концентрации (6,14 мг/л) в 1 часа было недостаточно, чтобы связать весь аммоний, хотя за это время из воды его изымалось более 70 %. Считается, что наибольшую опасность представляет свободный аммиак, который для большинства исследованных рыб остро токсичен уже при концентрациях 0,2-0,5 мг/литр (Лукьяненко, 1987). При длительном воздействии токсический эффект для форели проявляется даже при концентрации 0,02 мг/л (Smith, Piper, 1975).

Концентрация свободного аммиака зависит в основном от трех параметров: содержания общего азота, активной реакции воды (pH) и температуры. Роль pH иллюстрирует следующий пример. При pH 8,5 и температуре воды 20 °C в аммиак переходит в 11,2 % от общего аммония, а при pH 6,5 — почти в 100 раз меньше, — только 0,12 %. Заметно и влияние температуры. Снижение 20 до 5 °C уменьшает долю аммиака втрое. На токсичность аммиака оказывает значительное влияние содержание растворенного в воде кислорода.

Однако, как показали наши исследования, за счёт подкисления воды двуокисью углерода, выделяемого рыбой, pH всегда остаётся слабокислым, при этом доля свободного аммиака ни в одном случае не достигала опасного для рыбы уровня. В опытах, когда наблюдалось ухудшение состояния рыбы, свободного аммиака было настолько мало, что он не мог быть причиной этого ухудшения. По нашему мнению, свободный аммиак не является основным фактором, ограничивающим выживаемость рыбы при перевозках, чего нельзя сказать об аммонийном азоте.

Ионы аммония считаются мало токсичными для гидробионтов, однако токсичность различных соединений аммония не одинакова. Углекислый аммоний более токсичен, чем хлорид, сульфат и ацетат аммония, но менее, чем гидроокись аммония (Метелев, Канаев, Дзасохова, 1971). При высоком содержании аммонийного азота у рыб прежде всего повреждаются жабры. Жаберные лепестки покрываются слоем слизи, нарушается газообмен, продают осморегуляторные механизмы, а также процесс выделения аммония через жабры. Даже при высоком содержании кислорода рыба начинает проявлять признаки кислородного голодания. Недаром при перевозках рекомендуется поддерживать повышенное содержание кислорода в пределах 120—150 % от нормального насыщения. Аквариумисты указывают, что уже в концентрации 1 мг/л можно наблюдать гибель некоторых аквариумных видов рыбы.

Как показали наши эксперименты, при содержании аммония до 4–5 мг/л в обычных условиях перевозки форель хорошо себя чувствует, по крайней мере в течение 15–20 час. Она остаётся живой и при содержании аммония 13 мг/л, однако при этом количество рыбы с отклонениями в поведении и признаками угнетения существенно возрастает. На какой из показателей следует ориентироваться в зависимости от того, для каких целей будет использоваться перевезенная рыба. Если перевозится посадочный материал или если рыба предназначена для рыбалки, то необходимо снизить до минимума негативные последствия и не допускать повышение аммонийного азота более 4–5 мг/л. Если же перевозится товарная рыба для последующей реализации, а также если часть рыбы может быть использовано для переработки, то можно существенно увеличить плотность посадки. В этом случае допустимо повышение аммонийного азота до 10–12 мг/л. Эти выводы справедливы при продолжительности перевозки от 15 до 25 час. При иной продолжительности данные показатели нуждаются в уточнении.

В наших опытах интенсивность выделения аммония изменялась в пределах от 3,3 до 8,4 мг/кг в час. Она зависит прежде всего от двух факторов: температуры воды и накормленности рыбы. Хорошо известно, что кормление сильно влияет на интенсивность выделения аммонийного азота, увеличивая этот показатель в 2–3 раза (Rychly, Balsam, 1977; Brett, Zala, 1975; Белковский, 1980). Скорее всего, именно из-за повышенной интенсивности выделения аммония, а не из-за роста потребления кислорода перевозка накормленный рыбы протекает гораздо хуже, чем рыбы голодной. Безусловно, кормление сильно влияет на интенсивность общего обмена, но возросшие потребности рыб в кислороде могут быть легко удовлетворены за счет увеличения его подачи, так как кислородная система живорыбных машин обычно имеет большой запас.

Небольшое количество аммонийного азота подвергается нитрификации. Как показали наши опыты, во время перевозки, если температура воды достаточно высока, в воде растет содержание нитритов и нитратов. Однако эти соединения не накапливаются в заметных количествах и не могут негативно повлиять на состояние рыб. Зная интенсивность выделения аммония, теоретически можно примерно определить допустимые плотности посадки и продолжительность перевозок и рассчитать необходимое количество цеолита и кратность его внесения. На эти расчеты будут влиять такие показатели как pH, буферность, щелочность воды.

К с помощью сравнительно небольшого количества цеолита нужного качества можно существенно снизить содержание азота. Основываясь на наших экспериментах, можно сказать, что внесение цеолита в контейнеры с рыбой позволит увеличить примерно на 30–40 % либо плотность посадки, либо продолжительность перевозки. Требуются дополнительные исследования, чтобы накопить опыт по использованию цеолитов для перевозок живой рыбы.

Выводы

1. Угнетение рыбы во время перевозок связано прежде всего с повышенным содержанием азота, а не Свободного аммиака.
Для успешной перевозки форели, предназначенной для выпуска в водоемы для дальнейшего выращивания или для рыбалки, содержание аммония в воде в конце перевозки не должно превышать 4–5 мг/л. При перевозке товарной форели и в случае, когда гибель небольшой части форели не критична, содержание аммония может достигать 12–13 мг/л. При этом pH воды не должно превышать 6,5–6,9 единиц.

2. Поглощающая способность цеолита непосредственно зависит от содержания аммония в воде.

3. Максимальный эффект от внесения ПЦ «Сокирнит» проявляется в течении 1 часа.

4. Вносить цеолит можно многократно, поддерживая оптимальный уровень аммония.

5. Основой успешной перевозки является правильная подготовка рыбы и её хорошее физиологическое состояние.

Оригинал статьи в формате PDF:
Н.М. Белковский, Канд.биол. наук, Научно-производственная фирма «СалмоРу», www.salmo.ru, К.Л. Попов, Группа компаний «Цеолитовые технологии». ПЕРЕВОЗКИ ЖИВОЙ РЫБЫ: проблемы и решения. — Рыбоводство, 3-4/2014