5. Вуглекислий газ

Вуглекислий газ має важливе значення в житті гідробіонтів. Вміст його в атмосфері в середньому складає 0,33%. При зіткненні з водою СО2 частково розчиняється і піддається гідролізу:

СО2 + Н2О = Н2СО3.

У хімічну реакцію з водою вступає лише незначна частина СО2, решта його кількості знаходиться у вільному вигляді ж. Наявність у воді вугільної кислоти сприяє розчиненню карбонату кальцію і перекладу його в гідрокарбонат, що володіє більшою розчинністю, ніж карбонат кальцію.

СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3) 2.

Унаслідок розчинення вуглекислих солей вода збагатить карбонатами і бікарбонатами. Таким чином, в природних водах вуглекислота міститься: у вільному стані у вигляді газу, розчиненого у воді – двоокисі вуглецю; у вигляді іонів НСО3 – гідрокарбонат-іонів; у вигляді іонів СО3~ – карбонат-іонів. Всі ці форми знаходяться в рухомій хімічній рівновазі.

У водоймищах основним джерелом СО2 є бактерійне окислення органічних речовин, а також дихання водних організмів. Біопродуктивність водоймищ певною мірою визначається наявністю двоокису вуглецю. Вуглецеве живлення водоростей, як і вищої водної рослинності, є основою їх існування і визначає можливість їх інтенсивного розвитку. У великій концентрації вуглекислий газ отруйний для тварин, і з цієї причини водоймища, пересичені вуглекислотою, позбавлені життю.

Негативний вплив високої концентрації вуглекислоти на життєдіяльність риб полягає у тому, що риби, знаходячись в пригноблюваному стані, гірше використовують кисень, розчинений у воді. При цьому значення має не просто абсолютний вміст у воді кисню і вуглекислоти, а співвідношення їх. Для коропа наприклад, співвідношення О2 і СО2, що наближається до 0,02 є небезпечним. При низькому вмісті кисню і несприятливому співвідношенні О2 і СО2 риба значно гірше використовує корм. Критична концентрація вуглекислого газу для різних видів риб неоднакова.

6. Водневий показник (рН)

Водневий показник (рН) є одним з важливих чинників середовища. Найбільш сприятливе для більшості риб значення рН, близьке до нейтрального. При значних зрушеннях в кислу і лужну сторону зростає кисневий поріг, ослабляється інтенсивність дихання. Можливі межі рН, в яких можуть жити прісноводі риби, за інших рівних умов залежать від видової приналежності. Найбільш витривалі карась і короп, щука переносить коливання рН в межах 4,8…8,0; форель – 4,5…9,5; короп 4,3… 10,8.

Сольовий склад виконує важливу роль в житті гідробіонтів. При цьому має значення як сумарну кількість розчинених у воді мінеральних солей, або солоність, так і іонний склад води. По загальній кількості розчинених речовин природні води умовно підрозділяють на 3 групи прісні, солоноваті і солоні. До групи прісних входять води що містять до 1 г/л, солонуватих – 1… 15 г./л і в групу солоних – 15…40 г./л мінеральних розчинених речовин. У рибницьких господарствах якість води оцінюють і по загальній жорсткості.

Чим більше солі розчинено у воді, тим вище в ній осмотичний тиск, до якого чутливі гідробіонти. Володіючи певним сольовим складом, організми повинні підтримувати його постійність. Для цього у них існують різні механізми, які не тільки підтримують деяку різницю концентрації солей в середовищі і тілі, але і забезпечують стабільність концентрації в організмі окремих іонів і їх співвідношення. У мінеральному живленні риб істотну роль може виконувати захоплення різних іонів клітинами поверхні тіла, наприклад з'єднання сірки, фосфору і інших мінеральних елементів.

7. Біогенні елементи

Особливе значення для живлення фітопланктону і вищої водної рослинності мають біогенні елементи – азот, фосфор, кремній, залізо і ін. На тваринні організми істотно впливає вміст у воді мікроелементів – кобальту, нікелю, марганцю, міді, цинку, стронцію і ін. Недолік або їх надлишок приводить до патології в розвитку, отруєнь і нерідко загибелі. Джерелом надходження мікроелементів в рибу є вода, рослинність, природний і штучний корми.

8. Органічна речовина

Органічна речовина присутня у воді в розчиненому і зваженому вигляді. Її підрозділяють на автохтонну і аллохтонну. Запаси автохтонних речовин поповнюються за рахунок фотосинтезу фітопланктону, макрофітів і хемосинтезу деяких бактерій, аллохтонних – за рахунок винесення їх з водозбірної площі, надходження з атмосферними, а також іноді з побутовими і промисловими стоками. Частка розчиненої органічної речовини приблизно в сотні рази більше, ніж органічної речовини в живих організмах і детриті.

Такі легко засвоєні органічні речовини, як цукру, амінокислоти, вітаміни і інші, мають важливе значення в житті гідробіонтів і в першу чергу в їх живленні. До зважених органічних речовин відноситься детрит, який складається з мінеральних і органічних частинок, що об'єднуються в складні комплекси. Детритом харчуються багато коловерток, ракоподібних, молюски, голкошкірі і багато риб.

Від біогенних елементів (фосфатів, солей азотної кислоти, мікроелементів), що забезпечують розвиток фітопланктону, залежить продуктивність водоймища. Кількість кисню і вуглекислоти, величина рН, склад і біохімічний стан органічної речовини, а також компоненти сольового складу (НСО3, Са, Nа і ін.) – слідство життєдіяльності організмів, тобто результат інтенсивності біопродукційних процесів.

Велику вплив на хімічний склад води мають кліматичні і гідрологічні чинники, до яких відносяться температура і світло. Ці чинники тісно зв'язані між собою і діють одночасно, викликаючи періодичні (добові, сезонні міжрічні) зміни в життєдіяльності гідробіонтів. У свою чергу, інтенсивність біопродукційних процесів викликана цими чинниками, позначається на зміні гідрохімічних показників. Змінюючи температуру води, можна активізувати або уповільнювати біохімічні процеси як в організмах, так і у водоймищі. На її зміни реагують перш за все фітопланктон і бактерії. Особливо великі ці зміни в сезонному аспекті.

У життєдіяльності організмів важливе значення мають вуглець азот і фосфор. Саме їх з'єднання необхідні для утворення кисню і органічної речовини в процесі фотосинтезу. Значну роль в круговороті біогенних елементів виконують донні відкладення. Вони є в одному випадку джерелом, в іншому – акумулятором органічних і мінеральних ресурсів водоймища. Надходження їх з донних відкладень залежить від рН, а також від концентрації цих елементів у воді. При підвищенні рН і низькій концентрації біогенних елементів збільшується надходження у воду фосфору, заліза і інших елементів з донних відкладень.

Залежність хімічного складу від інтенсивності біопродуктивних процесів, перш за все від інтенсивності фотосинтезу фітопланктону, дозволяє кількісно оцінювати величину біо- і рибопродуктивності водоймищ за показниками гідрохімічного режиму. Основними показниками при оцінці інтенсивності біопродуктивних процесів є абсолютний і відносний вміст кисню. Дослідження вмісту кисню у водоймищі використовуються для розрахунків величини первинної продукції і деструкції новоутворюючоїся органічної речовини – основного корму для всіх гетеротрофних організмів. Не менш важливі відомості можна одержати і при аналізі змін рН, вільної вуглекислоти, біогенних елементів, перманганатній і біхроматній окисляємості, біохімічного споживання кисню (БСК).

Для визначення продукції органічної речовини у водоймищі можуть бути використані дані БСК. Визначенню цього показника слід приділяти таку ж увагу, як і визначенню кисню, біогенних елементів і окисляємості, оскільки біохімічне споживання кисню дає уявлення про вміст у воді нестійкої, швидко окисляючоїся органічної речовини.

Повніше уявлення про вміст розчиненої і зваженої у воді органічної речовини і перш за все її стійкої в біохімічному відношенні фракції дають методи аналізу перманганатної і біхроматної окисляємостей. Різний ступінь окислення органічних речовин хімічними реагентами дозволяє за допомогою методів гідрохімічного аналізу оцінити походження органічної речовини, швидкість її мінералізації, а отже, і інтенсивність біопродукційних процесів.