Отравление рыбой и другими гидробионтами

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ АЗОТОСОДЕРЖАЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ ИХ ДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОБИОНТЫ

Ключевые слова: продовольственная программа, ветеринарно-санитарная экспертиза, азотосодержащие соединения, аммонийно-нитратные аммиачные, аммиако-содержащие, клонические судороги.

В настоящее время и в ближайшем будущем не предвидится такой технологии, которая бы обеспечивала безотходное производство, и как следствие этого прекращение загрязнения водоемов. В связи с этим в настоящее время вопрос охраны окружающей среды и, в частности, рыбохозяйственной ценности внутренних водоемов является актуальным. Причем, в последние годы, в связи с решением продовольственной программ развитию рыболовства на внутренних водоемах в нашей стране уделяется особенно большое внимание [1].

Продукция водоемов используется пищевой промышленностью во все возрастающих масштабах. В этом плане следует рассматривать рыб, раков крабов, кальмаров, креветок, лангустов и другой съедобной зоо - и фитопланктон и проводить продовольственной программ с тем, чтобы допускать в пищу только экологически чистые и биологически полноценные продукты пресноводных и морских водоемов.

Изучение особенностей поведения рыб в токсических растворах, содержащих различные компоненты промышленных сточных вод, представляет интерес в первую очередь в связи с необходимостью всестороннего описания картины действия токсического вещества и внешне обнаруживаемых симптомов отравления рыб.

Цель: Изучить источники соединений азота, их биологическое действие на рыб, а также методы определения и способы снижения азотосодержащих соединений в сырье и пищевых продуктах.

Азотосодержащие соединения представляют наибольшую опасность для гидробионтов и общего санитарного состояния водоемов, так как резко ухудшают газовый и гидрохимический состав воды и приводят к накоплению нитритов и нитратов в теле рыб, что делает ее непригодной в пищу. Аммиачные отравления водоемов и ее обитателей не столь редкое явление и для обитателей водоема и для человека, употребляющего такие гидробионты. Загрязнение рыбохозяйственных водоемов азотосодержащими соединениями происходит в результате сброса сточных вод хозяйственно-бытовых, индустриальных, сельскохозяйственных сточных вод с полей животноводческих ферм и комплексов.

Азотные удобрения с поверхностными и внутрипочвенными стоками в значительных количествах попадают в рыбохозяйственные водоемы и являются мощным фактором, оказывающим негативное влияние на гидробионтов. Внесение тонны минеральных удобрений на 1 га поля означает повышение их концентрации до 300 мг/л почвенного раствора в 20 сантиметровом слое почвы, подсчитано, что с поверхностными стоками уносится до 13 % удобрений, вносимых на поля [7].

В сельскохозяйственном производстве применяются многие виды азотных удобрении: аммонийно-нитратные (аммиачная селитра или нитрат аммония, известково – аммонийная селитра); аммиачные (сульфат аммония, хлористый аммоний, безводный аммиак, аммиачная вода, углеаммианты); нитратные (калийная селитра, натриевая селитра, кальциевая селитра); амидные (мочевина, цианамид кальция, мочевино-формальдегидные удобрения, аммофоска и др.) [2,3].

Из промышленных загрязнений рыбохозяйственных водоемов наибольшую опасность представляют стоки азото-туковой и аммиачно-содовых предприятий. В сточных водах азото-тукового производства всегда присутствует аммиак, аммоний (NH - ₄) в концентрации 50 мл/л, соли азотистой кислоты, (нитриты NO - ₂) до 0,4 мг/л, соли азотной кислоты (нитраты NO - ₃) до 0,4-2,0 мг/л и другие соли аммония.

Азотные удобрения содержат следующий процент аммония:

аммиачная селитра – 34,0 - 0,34,5 % азота;

карбамид (мочевина) – 46,0%;

сульфат аммония – 20,8 - 21,0%;

натриевая селитра – 15,0 - 16,0%;

кальциевая селитра – 17,5%;

известковая аммиачная селитра – 20,0 - 28,0%.

Азотные удобрения подвергаются в среде медленной биодеградации, что повышает их неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Наибольшую опасность для гидробионтов оказывают три соединения азота: аммиак, нитриты и нитраты. Относительная токсичность растворов аммиака

(NH - ₄ +Н - ₂ О) = NH₄ + Н₃О + + Н₃О + = Н + + Н₂О для рыб увеличивается с возрастанием рН среды. Эта зависимость от рН связана с возрастанием отношения неионизированного аммиака к ионизированному NH₃:NH - _4.

Такие биологические мембраны, как жабры рыб, в большинстве случаев более проницаемы для неионизированных соединений, чем для ионизированных. Отношение NH₃:NH - ₄ растворе зависит от рН температуры и ионной силы [2,3.4].

Рыбы относятся к группе аммониотелических животных у которых конечные продукты белкового обмен является аммиак NH₃, образовавшиеся в различных органах, обезвреживается с помощью глютаминовой кислоты. Аммиак – конечный продукт метаболизма белков, и если он накапливается в теле, то оказывает токсическое воздействие. Следовательно, аммиак должен либо выводиться, либо превращаться в менее токсическое соединение, такие как мочевина или глютамин. Аммиак является также и субстратом, в некоторых тканях он в большей степени накапливается, чем используется. В целом в организме рыб производиться, и выделяется аммиак или менее токсичная мочевина. Повышение содержания аммиака во внешней среде связанное с попаданием в водоем аммиако-содержащих сточных вод, снижает его выделение, что приводит к накоплению NH₃, в теле рыб.

Если аминокислот больше, чем необходимо для синтеза белков, они в печени рыб превращаются в аммиак. Трансаминазы в печени превращают аминокислоты в глютомат для дальнейшей трансформации в аммиак. Аммиак образуется также путем дезаминирования аденилатов в мышцах рыб. Главным органом продуцирования аммиака, является по всей вероятности печень. Большая часть аммиака находиться в тканях с низким рН – а именно в мышцах. В 1 кг рыбы может содержаться до 0,5 – 0,7 ммоль NH_3. Большая часть продуцируемого рыбой аммиака выводится через жабры.

Опасность азотных соединений для гидробионтов обусловлена не только накоплением нитратов и нитритов в рыбе, но и обнаружением (N- дифенил-нитрозамин, N- нитрозодиэтиламин (НДЭА) N-нитрозодиметиламин (РДМА) и др.) обладающих высокой токсичностью и выраженным тератогенным и канцерогенным действием. Нитрозамины – самые активные из известных канцерогенов [2,3,4].

Нитрозамины образуются в водоеме в результате взаимодействия нитритов с низкомолекулярными аминами. Последние поступают в водоем при внесении карбаматных пестицидов (севин, эптам, дикрезил, ялана, бентиокарба) и производных дихлорфеноки упаренных кислот (амидной соли 2,4%), Ряд производных карбаминовой и дитиокарбаминовой кислот оказывает эмбриотоксическое, мутагенное, аллергенное и бластомогенное действия, конечным продуктом распада которых является амины.

Эндогенные нитрозамины образуются в кишечнике рыб при взаимодействии окислов азота с биогенными аминами, образующимися из аминокислот под влиянием ферментов декарбоксилаз кишечной палочки, сальмонелл и других патогенных бактерий. Качество рыбной продукции значительно снижается, особенно когда у рыб в кишечнике появляются опухоли, природа которых может быть злокачественной.

Токсикометрические данные. В основу характеристик токсикометрических данных внесена количественная оценка токсической опасности химических веществ, согласно экспериментальным данным по определению их CL50 и DL50 и ПДК. Пользуясь этой классификацией, данное токсическое вещество можно отнести к определенному разряду, характеризующему его большую или меньшую опасность [2,3].

Аммиак – сильнейший яд для рыб. Норма аммиака для рыбохозяйственных водоемов 0,01 – 0,07 мг/л допустимое значение пороговое аммиака 0,1 мг/л. В концентрациях 0,2 – 1,0 мг/л он токсичен для большинства рыб. Острое отравление аммиаком происходит при концентрации: для голавлей 11,0 – 1,2 мг/л, для молоди форели 0,3 – 0,4 мг/л NH_3. Поражающая граница аммиака для разных видов рыб, следующая: для молоди форели (30 дней) – 0,2 мг/л, для радужной форели – 0,6 мг/л; для ручьевой форели 0,8; для речного окуня – 0,6; для голавля – 1,0; для карпов и линей – около – 2,0 мг/л. В значительной степени на продолжительность жизни рыб в растворах аммиака влияет содержание кислорода в воде [2,4].

Минимальная концентрация аммиака, которая вызывает гибель чувствительных рыб 0,5 – 1.0 мг/л. Для молоди форели пороговое содержание составляет 0,3 – 0,4 мг/л (при t -14 C и содержания кислорода 9,0 – 10 мг/л). Отравление аммиакосодержащими сточными водами обусловлено присутствием в воде свободного аммиака.

Плотва и окунь к аммиаку более чувствительны, чем лосось, карп и пелядь. Аммиак в концентрации 10,0 мг/л задерживает эмбриональное развитие плотвы, при концентрации 5,0 мг/л аммиака отмечена значительная гибель эмбрионов выклюнувшихся личинок. Известно, что эмбрионы рыб имеют высокую устойчивость к аммиаку, при концентрации NH₃ – 0,91 мг/л количество выклюнувшихся личинок не отличается от контроля. Но на 3-4 день у этой группы личинок выявлено большое количество уродств. При переходе на внешнее питание отмечается 100% гибель. При концентрации аммиака 0,49 мг/л отмечается замедление роста личинок. А при 0,22 мг/л отклонения от нормы не отмечены. Особенно чувствительна к соединениям азота икра рыб. Токсичность аммиака и нитритов возрастает с увеличением рН и температуры воды, внесение хлористого натрия понижает токсичность аммиака [2,4,7].

Аммонийный азот – норма для рыбохозяйственного водоема при удобрении до – 1,0 мг/л, при рН – 8,0 мг/л и менее. Концентрация аммонийного азота в значительной степени зависит от степени развития планктона.

Нитриты – норма не более 0,2 мг/л. Допустимый предел – 0,3 мг/л. Наличие в воде нитритов свидетельствует о свежем загрязнении избыточным количеством азотосодержащих органических соединений. Возникает угроза, замора рыб. Нитриты (соли и анионы азотистой кислоты) – промежуточные продукты биохимического окисления аммиака и других азотосодержащих органических веществ. Повреждающая концентрация Na NO - ₂ 0,23 – 0,5 мг/л, концентрация 0,08 – 0,2 мг/л NO₂ вызывает у рыб нарушение динамики и развитие трофических изменений паренхиматозных органах. Уровень устойчивости рыб к NO₂ коррелирует с содержанием гемоглобина и концентрацией NO₂ в плазме крови.

Пороговая концентрация NH + ₄ оказывающая отрицательный эффект на скорость метаболизма и роста рыб, лежит в пределах 0,125 – 0, 375 мг/л токсичность нитритов резко снижается ионами хлора.

Таблица 1 – Допустимые концентрации нитритов в присутствии хлоридов

Ихтиотоксикология – отрасль токсикологии, санитарной ихтиологии и гидробиологии, наука о токсических свойствах водной среды для гидробионтов, изучающая биоценотические взаимоотношения в условиях загрязненного водоема, влияние загрязнителей на процессы самоочищения водоемов, разрабатывающая предельно допустимые концентрации (ПДК) сброса токсических веществ в водоем, методы диагностики токсикозов и другие вопросы. Ее еще называют водной токсикологией.

Объектом изучения ихтиотоксикологииявляются рыбы, а в настоящее время и другие гидробионты, такие как ракообразные и моллюски.

Предметом ее изучения являются различные вещества органического и неорганического происхождения, способные оказывать негативное воздействие на состояние здоровья гидробионтов, вызывая их отравления.

Одной из основных задач ихтиотоксикологии является определение тех границ, при которых внешние факторы среды обитания переходят физиологические пределы и становятся вредными для организма.

Яды – это чужеродные вещества (ксенобиотики), способные вступать во взаимодействие с различными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезненное состояние (отравление).

Токсичность – это способность химических веществ вызывать нарушение жизнедеятельности организма, то есть отравление. При установлении степени токсичности химических веществ для гидробионтов различают:

1) смертельные концентрации(дозы) – вызывают гибель всех (СК₁₀₀) или половины (CK₅₀) животных при остром или хроническом отравлении;

2) токсические – максимально переносимые концентрации (СКо), вызывающие клинические признаки отравления, не обусловливая гибели организма;

3) пороговые концентрации – минимальные концентрации, вызывающие
достоверно патологические изменения в организме, регистрируемые наиболее
чувствительными методами исследования;

4) предельно допустимые концентрации(ПДК) – допустимые концентрации вредных веществ в рыбохозяйственных водоемах, которые не оказывают
отрицательного влияния на режим водоемов, не нарушают нормальную жизнедеятельность рыб и других полезных гидробионтов, не создают опасности накопления токсических веществ в объектах водоема.

Характер отравления рыб зависит от сочетания следующих факторов:

а) вида источника загрязнения и токсических компонентов в сточных водах;

б) концентрации (дозы) и продолжительности воздействия ядовитых веществ;

в) вида, возраста и физиологического состояния рыб; г) состояния среды обитания, ее гидрологического, гидрохимического режима и других факторов.

Отравления рыб в естественных водоемах разделяет на три группы.

1. Природные токсикозы возникают в районах водораздела пресных и соленых водоемов, когда происходит засоление пресной воды при падении ее уровня и переливе морской воды.

2. Токсикозы рыб от сине-зеленых водорослей при обильном развитии выделяют токсины, а при массовом отмирании поглощают кислород и разлагаются с образованием ядовитых продуктов.

В современной ихтиотоксикологии определились несколько направлений в исследованиях как теоретического, так и практического характера.

1 Борьба с загрязнениями водоемов. Основной вопрос этой проблемы — установление предельно допустимых концентраций сброса сточных вод в водоемы, предотвращение пестицидного загрязнения водоемов, а также разработка научно обоснованных рекомендаций, определяющих, до каких пределов надо очищать стоки, прежде чем их спустить в открытый водоем.

Установление ПДК (предельно допустимых концентраций) токсических веществ является центральным пунктом биологической части этого вопроса.

2 Диагностика отравления рыб и распознавание токсичности водной среды. Центральным пунктом этого вопроса является разработка комплексных методов диагностики отравления рыб и других полезных гидробионтов. Это требует углубленной разработки унифицированных методик определения токсичности водной среды, в частности для малых концентраций токсикантов, и нахождения их химических форм в воде.

Для диагностики отравления рыб в настоящее время используются анамнестические сведения, клинические, патологоанатомические, гистологические, гематологические, физиологические, биохимические, биофизические методы исследования. В последние годы используется метод кислотных эритрограмм, а также метод условных рефлексов. Особенно важна в этом аспекте разработка экспресс-методов диагностики отравления рыб. Изучение и подбор индикаторных организмов на различные токсические вещества, использование органолептических исследований.

3 Выяснение механизма действия токсических веществ и метаболизм токсиканта в организме гид роб ион та. Это направление исследований, несмотря на кажущуюся теоретичность, имеет самое непосредственное значение для практической реализации исследований по двум предыдущим направлениям. В теоретической части этой проблемы стоят вопросы воздействия токсических веществ на гидробионтов на уровне молекул, организма и популяции (биоценоза).

На уровне молекул следует вскрыть: а) связь структуры вещества с его токсичностью; б) места поражения или точки приложения токсиканта: субстраты в клетке, изменение биохимических процессов (например, синтез белка, окислительное фосфорилирование, фотосинтез); в) хемомутацию.

На уровне организма определяют: а) количественное и качественное изменение обмена веществ; б) узловые процессы, нарушающие регуляцию; в) связь нарушений обмена веществ с размножением, плодовитостью и качеством потомства; г) приспособление, привыкание организма к ядам и степень их накопления; д) метаболизм токсиканта в организме гидробионта; е) особенности действия на рыб сточных вод сложного состава (синергизм и антагонизм ядов); ж) влияние неспецифических факторов водной среды на устойчивость рыб к ядам промышленных сточных вод; з) хроническое действие малых концентраций вредных веществ и отдаленные последствия кратковременного контакта с высокотоксичными водами.

На уровне популяции (или биоценоза) изучают: а) поведение и изменения, претерпеваемые популяциями; б) изменение биоценотических взаимоотношений; в) изменение фауны и флоры водоема.

4. Борьба с ненужными (или вредными) гидробионтами. Одним из многих способов управления биологическими процессами является химическое воздействие на водную среду, под влиянием которого создаются условия, неблагоприятные для жизни вредных для человека гидробионтов, осуществляется борьба с цветением и зарастанием водоемов или обрастанием гидротехнических сооружений. С другой стороны, под влиянием химических веществ (например, удобрение водоемов минеральными и органическими веществами) создаются более благоприятные условия для полезных человеку гидробионтов.

Классификация сточных вод:

Неорганические загрязнители без специфических токсических свойств включают минеральные взвеси, соли натрия, кальция и магния, неорганические кислоты и щелочи, минеральные удобрения. Их отрицательное действие заключается в отложении осадков на дне, замутнении и засолении водоемов, повышении жесткости воды, изменении рН, запаха, цвета и других свойств. Поставщиками этих вод являются рудообогатительные фабрики, содовые, азотно-туковые, машиностроительные, фарфорофаянсовые, угольные и некоторые химические предприятия.

Органические загрязнители без специфических токсических свойств являются преимущественно отходами предприятий пищевой, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, коммунально-бытовые воды и стоки с животноводческих ферм.

К органическим загрязнителям со специфической токсичностью относятся нефть и нефтепродукты, смолы, различные карбоциклические соединения, органические кислоты, спирты и кетоны, органические красители, поверхностно-активные вещества, пестициды.

В зависимости от производственного назначения различают следующие группы пестицидов:

акарициды – средства для борьбы с растительноядными клещами;

альгициды – для уничтожения водорослей и другой сорной растительности в водоемах;

аттрактанты – вещества, привлекающие насекомых;

гербициды – для борьбы с сорными растениями;

десиканты и дефолианты – для подсушивания растений и удаления листьев;

инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми;

зооциды – для борьбы с грызунами;

ларвициды – для уничтожения личинок насекомых;

моллюскоциды(лимациды) – для борьбы с моллюсками;

репелленты – для отпугивания насекомых;

фунгициды – для борьбы с грибами.

Большинство пестицидов – сложные органические соединения: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, ртутьорганические, производные уксусной, масляной, роданистоводородной кислот, фенола, мочевины, алкалоиды, а также неорганические соединения, содержащие медь, мышьяк, серу и др.

1. Яды локального действия:

а) неорганические вещества: хлор; перекись водорода, марганцовокислый калий, озон, кислоты и щелочи, соли тяжелых металлов (марганец, никель, хром, мышьяк, кадмий, свинец, железо, цинк, ртуть, медь, серебро), борная кислота;

б) органические вещества: формальдегид, органические кислоты и краски, дубильные вещества, детергенты.

2. Нервно-паралитические яды:

а) неорганические вещества: аммиак и соли аммония, углекислота, щелочные и щелочноземельные металлы, фтор, фосфор;

б) органические соединения: нефть и нефтепродукты, фенолы, смолы и дегти, алкалоиды, сапонины, терпены, продукты выщелачивания древесины, токсины водной улитки, хлорорганические, фосфорорганические, производные карбаминовой кислоты, ряд гербицидов и альгицидов.

3. Гемолитические яды: аммиак и соли аммония, свинец, цианиды, сапонины, селен, некоторые фосфорорганические соединения, диурон, пропанид, токсины некоторых сине-зеленых водорослей.

4. Протоплазматические яды: фтор, цианиды, мочевина, меркаптаны.

5. Энзиматические (ферментативные) яды: фосфорорганические соединения (хлорофос, карбофос, ацетофос, метилнитрофос, метилмеркаптофос, трихлорметафос-3, фосфамид и др.), фториды, цианиды, сульфат натрия, углекислый газ, гидроксиламин, некоторые детергенты, меркаптаны.

6. Яды наркотического действия: углеводороды (этилен, пентан и др.), алкилгалогениды (хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, трихлорэтилен), алкоголи, эфиры, кетоны, альдегиды (параформальдегид, хлоралгидрат, параальдегид, альдол), нитросоединения.

7. Яды комбинированного действия: аммиак и соли аммония обладают локальным, нервно-паралитаческим и гемолитическим действием; цианиды – ферментативным, гемолитическим, протоплазматическим и незначительным локальным; фтор – локальным, нервно-паралитическим, протоплазматическим и ферментативным; ФОС – нервно-паралитическим, ферментативным и гемолитическим (в слабой степени); формальдегид – нервно-паралитическим и локальным; сапонины – нервно-паралитическим, локальным и гемолитическим действием.

Классификация сточных вод:

В зависимости от производственного назначения различают следующие группы пестицидов:

акарициды – средства для борьбы с растительноядными клещами;

альгициды – для уничтожения водорослей и другой сорной растительности в водоемах;

аттрактанты – вещества, привлекающие насекомых;

гербициды – для борьбы с сорными растениями;

десиканты и дефолианты – для подсушивания растений и удаления листьев;

инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми;

зооциды – для борьбы с грызунами;

ларвициды – для уничтожения личинок насекомых;

моллюскоциды(лимациды) – для борьбы с моллюсками;

репелленты – для отпугивания насекомых;

фунгициды – для борьбы с грибами.

1. Яды локального действия:

б) органические вещества: формальдегид, органические кислоты и краски, дубильные вещества, детергенты.

2. Нервно-паралитические яды:

4. Протоплазматические яды: фтор, цианиды, мочевина, меркаптаны.

Симптомы отравления рыб.

С изменением концентрации токсиканта может меняться как степень токсического эффекта, так и повреждения различных тканей, органов и систем организма. Это относится как к минеральным, так и органическим ядам.

Стадии отравления рыб ядами нервного действия:

1. Начало беспокойства. При посадке рыбы в сосуд с чистой водой она ведет себя очень неспокойно: мечется в разные стороны, учащается дыхательный ритм, широко раскрывает рот и отставляет в стороны плавники. Однако уже через 2—3 минуты она успокаивается. Подобное же явление наблюдается при посадке рыбы в раствор токсического вещества, так что кратковременное беспокойство нельзя принимать за начало токсического действия. Но затягивающееся беспокойство заставляет предполагать действие яда.

2. Первые признаки расстройства чувствительности. После того как пройдет первое беспокойство, рыба спокойно лежит на дне. Для первых признаков расстройства чувствительности характерно поднятие лучей плавников, затем энергичное вздрагивание плавников, судорожное и большей частью поверхностное, но частое дыхание; нередко наблюдается неполное закрытие рта и легкое дрожание челюстей.

3. Стадия повышения или понижения раздражимости. Для рыб с повышенной раздражимостью характерно стремительное плавание. Внешне даже слабые раздражения вызывают сильную реакцию у рыб, особенно световое раздражение.

4. Первое расстройство равновесия. Наблюдается опрокидывание рыбы на бок или спину. Различают следующие виды потери равновесия: при предшествующем раздражении сильно напрягаются плавники, что вызывает потерю способности к движению; при понижении чувствительности наступает сильное изнеможение и паралич плавников, что вызывает опрокидывание на бок; паралич деятельности плавательного пузыря при сохранности деятельности плавников; нет реакции ни со стороны глаз, ни со стороны плавников. Эти состояния рыб могут переходить одно в другое.

6. Конечная стадия – агония. Полная потеря равновесия переходит постепенно в конечную стадию: многие яды вызывают смерть путем удушья; нервно-паралитические яды вызывают паралич центра дыхания. Рыба, погибшая от паралича, почти всегда тускло окрашена, туловище после смерти часто изогнуто.

7. Трупное окоченение.Оно представляет собой полное отвердение тела и всех плавников. Иногда, особенно при смерти от истинного паралича, оно может наступить и тогда, когда дыхание еще продолжается. У таких рыб жаберные крышки и грудные плавники могут двигаться несколько часов, в то время как хвост окоченел. Хроматофоры во время трупного окоченения исчезают и снова появляются; позднее образуются пятна.

Адаптация – способность рыб привыкать к определенным ядам. Она зависит от химической природы и концентрации яда: более выражена адаптация к ядам органической природы и почти отсутствует к неорганическим.

Кумуляция – способность вещества накапливаться в организме при многократном поступлении (материальная кумуляция) либо вызывать сенсибилизацию организма к повторным явлениям (функциональная кумуляция). Большинство протоплазматических и энзиматических ядов (фториды, цианиды, меркаптаны, фосфорорганические соединения, свинец и др.) действует посредством функциональной кумуляции.

Функциональная кумуляция встречается чаще, чем материальная.

В отравлении рыб различают латентную и летальную фазы:

а) латентная фаза – это отрезок времени от момента контакта с ядом до первых симптомов отравления;

б) летальная фаза – это отрезок времени с момента проявления потери равновесия (рыба еще живая, но в ее организме развиваются необратимые процессы); обратимость отравления при переносе в свежую воду не происходит до времени гибели.

Время от латентной до летальной фазы в физиологическом аспекте подразделяют на следующие периоды (в опыте с пограничными концентрациями токсических веществ):

первая фаза – безразличное отношение организма к примеси яда даже при длительном действии раствора. Эта стадия соответствует весьма малым концентрациям токсического вещества;

вторая фаза – стимуляция обмена вещества и всей жизнедеятельности организма, выражающаяся, в частности, в увеличении прироста живого веса у рыб;

третья фаза – угнетение обмена веществ, переходящее по мере повышения концентрации яда в общую депрессию всех жизненных функций. У рыб, например, это выражается не только в приостановке роста, но и в уменьшении живого веса;

четвертая фаза – частичное отмирание популяции, а именно, гибель тех особей, которые оказались менее резистентны к данным концентрациям (сублетальная зона концентраций);

пятая фаза соответствует действию летальных концентраций, вызывающих 100 %-ную гибель подопытных особей данного вида. Последняя фаза – результат острого отравления.

Различают прямую и косвенную группу факторов, влияющих на токсичность вещества:

1) факторы, оказывающие прямое влияние на физиологические функции организма (изменение проницаемости жабр, кожных покровов и других биологических мембран) и способствующие быстрому проникновению яда;

2) факторы, влияющие на яд, изменяющие его концентрацию или физико-химические свойства.

Влияние факторов на характер действия сточных вод подразделяют на три основные группы:

1) влияние на свойства загрязняющих веществ,

2) на время и условия контакта организма с этими веществами,

3) на чувствительность организмов к загрязнению.

Некоторые факторы могут действовать и по всем трем направлениям. Экологические факторы влияют как на характер действия токсикантов, так и на устойчивость рыб к ядам.

Температура воды.Концентрация токсического вещества и время гибели (концентрация – время), характеризующие устойчивость рыб, тесно связаны с температурой воды.

Содержание растворенного в воде кислорода.Установлено, что дефицит кислорода в воде влияет на интенсивность обмена веществ, снижает устойчивость рыб ко многим ядам органической и неорганической природы.

Концентрация водородных ионов (величина рН). Изменение активной реакции среды в ту или иную сторону от нейтральной значительно влияет на устойчивость рыб к ядам, изменяя степень токсичности ядовитых веществ. При этом имеются в виду не крайние величины рН, токсически действующие сами по себе, а те, которые не оказывают какого-либо токсического эффекта.

Жесткость воды.Уже давно установлено, что токсическое действие многих солей щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов снижается в жесткой и морской воде. Физико-химически это явление объясняется тем, что высокоминерализованные воды, содержащие соли кальция, калия, натрия, магния и бария, снижают растворимость токсического вещества, образуя с ними нерастворимые осадки, и токсичность их в десятки раз уменьшается.

Из других экологических факторов, влияющих на токсикорезистентность рыб, следует указать на содержание в водоеме углекислоты, скорость течения воды, свет.

По чувствительности к ядам рыбы в речной воде делятся на следующие группы:

1-я группа – высокочувствительные: ручьевая форель, радужная форель, лососи.

2-я группа – очень чувствительные: окунь, ерш.

3-я группа – чувствительные: плотва, щука.

4-я группа – слабочувствительные: карп, линь, карась.

Возрастной фактор также немаловажен в определении путей воздействия яда в естественном водоеме как на популяцию в целом, так и на отдельные стадии развития организма. Раньше считалось, что устойчивость рыб к токсикантам увеличивается с возрастом и наиболее уязвимыми стадиями онтогенеза рыб при действии токсических веществ является стадия личинки и малька. Позже появились сведения, что в небольших концентрациях яда молодь рыб живет дольше, чем взрослая, в то время как при высоких концентрациях не наблюдается заметного возрастного различия в устойчивости к ядам.

Концентрация яда и его природа вызывают у рыб разную реакцию:

а) положительная реакция, когда рыба привлекается на заданный токсический раствор и предпочитает его чистой воде. Такая реакция была обнаружена у колюшек на слабые растворы аммиака (0,001 N), сернокислой меди, в то время как более концентрированные растворы этих веществ они избегали.

б) нейтральная реакция – отсутствие способности рыб отличать токсический раствор от чистой воды. Рыбы плохо различают некоторые вещества, преимущественно действующие на нервную систему (фенол, орто- и паракрезол), а также хлористую ртуть, детергенты (СПАВ — синтетические поверхностно-активные вещества);

в) отрицательная реакция – способность рыбы обнаруживать и избегать растворенные в воде токсические вещества, причем реакция у рыб проявляется на концентрациях ниже токсических. К таким веществам относятся
азотнокислый свинец, нитрат свинца, нитрат кальция и натрия, сульфат цинка, концентрированные растворы кислот и щелочей (для кислот от рН 5, 4 и ниже, для
щелочей – от рН 11 и выше), дефицит кислорода и повышенное содержание углекислоты, сероводорода и другие соединения.

Синергизм – явление взаимодействия двух или нескольких компонентов, три котором токсический эффект выше, чем каждого компонента в отдельности.

Антагонизм – отрицательный синергизм, то есть действие компонентов, противоположное друг другу, в результате чего токсический эффект смеси снижается. Антагонизм может быть физиологический(противоположное действие на одну и ту же функцию организма) и химический (нейтрализация веществ в результате химического взаимодействия).

Читайте также: