Влияние закисного железа на сеголеток радужной форели при зимнем выращивании

В рыбоводной литературе имеется много сведений о том, что железо, содержащееся в воде даже в небольших количествах, может представлять серьезную опасность для рыб. В работе [4] описана гибель карасей, вьюнов и меченосцев при концентрации железа 0,2 мг/л. В определённых условиях смерть рыб наступала даже при содержании железа 0,1 мг/л через 24 ч после начала опыта [1].

В то же время ряд других авторов приводят в качестве токсических значительно более высокие концентрации железа. Так, Belding* отмечал токсическое действие на леща и карпа железа в концентрации 6,4 мг/л [1]. В работе [6] говорится о погибели карасей через 20 ч при содержании железа 9 мг/л.

Единая точка зрения на токсичность железа отсутствует и в более поздних работах. В одном случае не обнаружилось повреждающего влияния сульфата двухвалентного железа на форель в концентрации 5 мг/л, а в другом отмечалось гибель форели, причиной которой явилось содержание в воде около 1 мг/л железа [3].

Как видно из приведенных примеров, токсические концентрации для одних и тех же видов рыб отличаются более чем на порядок. Столь значительные различия свидетельствуют о том, что достаточной ясности в оценке токсичности железа для рыб до настоящего времени ещё нет.

К сожалению, во многих работах, касающихся вопросов о воздействии железа на рыбу, говорится о железе без учёта того, в какой форме оно содержится в воде. Между тем, как показывают имеющиеся материалы, патогенность железа в значительной степени зависит от того, в какой форме находится данный элемент. При выращивании молоди радужной форели в системе оборотного водоснабжения с биоочисткой воды в прудах-отстойниках предельно допустимой являлась концентрация закисного железа, равная 0,1 мг/л, тогда как наличие окисного железа не представляло опасности в количестве до 0,9 мг/л [2].

Опыт зимнего выращивания форели на улучшенной артезианской воде в рыбхозе «Сходня» подтвердил, что именно закисное железо приводит к ухудшению состояния рыб. В 1980 г. для того чтобы повысить скорость роста рыбы, основную массу сеголеток форели выращивали на более теплой по сравнению с поверхностным водоисточником артезианской воде. Зимовку форели проводили в 16-секционном бетонированном пруду, оборудованном системой оборотного водоснабжения. Воду, поступавшую из артезианской скважины в количестве 20 л/с, аэрировали на градирне высотой 8 м и затем очищали в керамзитовом фильтре объемом 10 м³. Продолжительность работы фильтра без очистки в начале зимовки составляла 5–7 сут. В процессе аэрации на градирне концентрация кислорода в артезианской воде повышалась с 0 до 9–10 мг/л, при этом основное количество железа, содержащегося первоначально только в закисной форме, переходило в окисную. После фильтра в артезианской воде оставалось только 0,6–0,8 мг/л общего железа, в том числе 0,1–0,15 мг/л закисного. Благодаря более высокой температуре артезианской воды (7 °C) в зимовальной пруду температура не опускалась ниже 3,9 °C, что обеспечило достаточно быстрый рост форели.

Зимнее выращивание сеголеток радужной форели на артезианской воде начали в рыбхозе «Сходня» 25 ноября 1980 г. В 16-секционный пруд было посажено 169,4 тыс. сеголеток форели средней массой 22,1 г. Плотность посадки рыбы не превышала 367 экз/м³. В каждую секцию поступало 10–12 л воды в секунду. Форель кормили пастообразным кормом, приготовленным на основе говяжьей селезенки (50 %) с добавкой дрожжей (12 %), отсевов гранулированного корма (17 %) и других компонентов. Суточную норму корма определяли на основе таблиц Дьюэлла с введением соответствующих поправок на влажность корма и его поедаемость [5].

В течение первых двух недель выращивания состояние форели было нормальным. Вся рыба держалась в толще воды и поднималась к поверхности лишь во время кормления. Через 15 дней после начала зимовки вдоль стенок секций и у поверхности воды стали появляться ослабленные рыбы, не потреблявшие и корм и вяло реагировавшие на внешние раздражители. Число больных рыб росло, они концентрировались у водоподачи.

При клиническом осмотре у заболевших рыб отмечали потемнение кожных покровов, повышенное ослизнение жабр и отёчность жаберных лепестков. Микроскопирование показало, что на поверхности тела форели имеются единичные триходины и апиозомы. Интенсивность инвазии не превышала 0,3–0,8 экз. паразитов в поле зрения микроскопа (7×10). При вскрытии рыб у отдельных экземпляров отмечали водянку, отечность внутренних органов.

В то же время микроскопическое исследование жабр больных рыб позволило обнаружить значительные патологические изменения дыхательного аппарата форели. Если у здоровых особей жаберные лепестки не были покрыты слоем слизи, лепесточки второго порядка четко разграничивались и были хорошо видны, то у больных сеголеток форели жаберные лепестки оказались окруженными толстым слоем слизи, часто превышающим толщину самого лепестка. Наблюдалось разрушение дыхательного эпителия, жаберные лепесточки были сильно увеличены, с обширными колбовидными расширениями или же полностью разрушены. От 30 до 80 % жаберных лепестков не имело нормальной структуры. На жабрах были хорошо заметны участки, покрытые бурым налетом, дававшим в кислой среде с роданидом аммония интенсивное красное окрашивание, характерное для соединений окисного железа. В смывах с жабр повышенное содержание железа обнаружили даже в том случае, когда видимого бурого налета на них не отмечали.

Гидрохимический анализ показал, что вода, поступающая в секции содержит высокое количество кислорода — 8–9 мг/л. Концентрации аммонийного азота и азота нитритов составляли соответственно 1,5–2,0 мг/л и 0,02 мг/л. На втоке в секции вода содержала 0,9–1,3 мг/л общего железа и 0,23 мг/л закисного. Увеличение количества общего и закисного железа, вероятно, явилось следствием загрязнения фильтра. По мере прохождения воды через секции содержание общего железа снижалась до 0,8–0,9 мг/л. Закисное железо присутствовало в вытекающей воде в количестве, не превышающем 0,15 мг/л. Таким образом, при расходе воды равном 10–12 л/с, ежесуточно в секциях с рыбой накапливалось около 86–110 г железа или более 165–211 г гидроокиси. Железо осаждалась на стенках секций, а также на жабрах форели. Наибольшую интенсивность накопления железа отмечали в тех секциях, которые ближе всего располагались к месту втока артезианской воды.

Для того чтобы прекратить начавшееся заболевание форели, необходимо было снизить содержание закисного железа в поступающей в бассейны в воде. Это было достигнуто тем, что в 16-секционный пруд стали подавать не только артезианскую, но и поверхностную воду из головного пруда, в которой закисное железо отсутствовало. Кроме того, уменьшили поступление артезианской воды на градирню с 20 л/с до 8 л/с, при этом время контакта артезианской воды с воздухом возросло 2–3 до 4–6 с. Увеличение продолжительности аэрации позволило почти всё закисное железо перевести в окисную форму. После градирни концентрация закисного железа не превышала 0,05–0,1 мг/л.

Дальнейшую очистку воды проводили в керамзитовом фильтре, фильтроцикл которого был сокращен до 2 сут. Регулярная промывка фильтра позволила повысить качество очистки воды. В результате принятых мер концентрация общего железа в артезианской воде перед поступлением в секции не превышала 0,2–0,4 мг/л. Закисное железо присутствовала лишь в виде следов. Гидрохимический анализ показал, что накопление железа в секциях с форелью полностью прекратилось. 1

Уже через неделю после перехода на новый режим водоподготовки состояние форели заметно улучшилось. Сократилось число ослабленных особей, прекратилась гибель форели. Микроскопическое исследование показало, что у форели происходит быстрая регенерация дыхательного эпителия. Толстый слой слизи вокруг жаберных лепестков стал рыхлым и был во многих местах разрушен "проросшими" сквозь него лепестками второго порядка. Новые листочки имели длину примерно в 1,5 раза большую, чем старые, что, очевидно, связано с необходимостью компенсацией снижения дыхательной поверхности, повреждённой в процессе заболевания.

На протяжении всего оставшегося периода зимовки концентрации общего и закисного железа в артезианской воде, прошедшей аэрацию и очистку в керамзитовом фильтре, постоянно контролировали и при необходимости изменяли режим подготовки артезианской воды, что позволило обеспечить благоприятные условия для выращивания радужной форели. За время зимовки масса рыбы возросла с 22,1 до 38,5 г, выход из зимовки составил 91,6 %.

Показано, что при проведении зимовки форели с использованием артезианской воды постоянное поступление закисного железа вызывает повреждение жабр рыбы, связанное с осаждением на них железа. Присутствие раздражающего агента, каким в данном случае является окисляющееся железо, приводит к возникновению неспецифической реакции жабр, заключающейся в усиленном слизеобразовании. При длительном воздействии железа на жабры происходит дальнейшее развитие патологического процесса, который ведет к нарушению структуры дыхательного эпителия.

Образование слизистого чехла вокруг жаберных лепестков не только препятствует дыханию рыб, но и нарушает выделительную функцию жабр, что, вероятно, вызывает ретенционную аутоинтоксикацию и другие нарушения обмена веществ у форели. Отмечавшиеся случаи водянки у больных рыб, объяснялись, очевидно, именно этим обстоятельством.

Результаты, полученные при зимнем выращивании радужной форели на артезианской воде, свидетельствуют о том, что отложение железа на дыхательной поверхности жабр наблюдается при условии содержания в воде определенных количеств закисного железа. Если же закисных соединений железа нет, то даже при относительно высокой концентрации окисного железа осаждения его почти не происходит. Это позволяет сделать вывод о том, что отложение железа на жабрах рыб происходит в момент его перехода из закисной формы в окисную. Следовательно, присутствие в воде закисного железа даже в небольших концентрациях 0,05–0,10 мг/л в определенных случаях может служить причиной заболевания зимующих и выращиваемых рыб, а также икры.

Таким образом, токсичность железа зависит от многих факторов, и прежде всего от того, в какой форме содержатся оно в воде. Наиболее опасным является закисное железо, которое быстро окисляется и осаждается на жабрах рыбы. Присутствие закисного железа в воде создаёт также благоприятные условия для развития различных видов железобактерий, патогенность которых для рыб в настоящее время еще мало изучена.

На токсичность железа большое влияние оказывают растворенные органические вещества, способные образовывать с железом устойчивые комплексы, температура воды, pH и многие другие факторы, однако достаточно полных сведений о токсичности железа в зависимости от различных условий среды пока нет. Вопрос о влиянии железа на рыб требует дальнейших детальных исследований. однако уже сейчас в рыбоводной практике следует предусматривать очистку воды от закисного железа, даже если оно имеется в небольших концентрациях.

Ключевые слова: форель, токсичность, болезнь, жабры, железо окисное, железо закисное.

Литература

1. Грушко Я. М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах. — Л.: Химия, 1979. 160 с.
2. Лавровский В.В. Рекомендации по применению систем с оборотным водоснабжением для промышленного выращивания молоди радужной форели. — М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1980, 29 с.
3. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. Водная токсикология. — М.: Колос, 1971, 246 с.
4. Минкина А.Л. О влиянии различных концентраций железа на рост и газообмен рыб. — В кн. Тр. Московского зоопарка, 1949, т. 4, с. 168—179.
5. Титарев Е.Ф. Форелеводство. — М., Пищ. пром-сть, 1980, 166 с.
6. Ellis M.M. Detection and measurement of stream pollution. — Fishery Bull. Bur. Fish., 1937, N 48, p. 365–437.

—————————
^* Работа Belding (1927 г.) цитируется по Я.М. Грушко (1979 г.).

Оригинал статьи в формате PDF:
Н. М. Белковский. Влияние закисного железа на сеголеток радужной форели при зимнем выращивании. — Рыбное хозяйство, выпуск 4, 1982