БОЛЕЗНИ, ВЫЗВАННЫЕ НЕДОСТАТКОМ РАСТВОРИМОГО В ВОДЕ КИСЛОРОДА
Асфиксия
Этиология. При недостатке растворимого в воде кислорода у рыб наблюдается асфиксия (удушье), которая нередко заканчивается гибелью рыб. Признаки кислородного голодания: постоянное нахождение рыб у поверхности воды и жадное заглатывание воздуха ртом.
При длительном содержании рыб в бедной кислородом воде они плохо поедают корм, отстают в росте, органы размножения дегенерируют (вырождаются, их функционирование ухудшается из поколения в поколение), и рыбы теряют способность к размножению. Особое значение приобретает количество растворимого в воде кислорода в период размножения рыб. При недостатке кислорода икра не развивается, а родившиеся личинки или мальки погибают либо остаются «затянутыми» даже при качественном и обильном кормлении.
О содержании кислорода в воде можно судить по поведению малайской живородящей песчаной улитки Melonoides tuberculata, обитающей на дне аквариума и питающейся остатками не съеденного рыбами корма и их экскрементами. При резком снижении количества кислорода в воде она перебирается на стекла аквариума или растения.
Для предупреждения кислородного голодания и гибели рыб от асфиксии надо помнить, что:
в аквариуме должно быть достаточное количество растений;
зимой световой день необходимо поддерживать в течение 10 - 12 часов, летом - 15 часов;
не следует давать рыбам лишнего корма;
надо ежедневно удалять остатки не съеденного рыбами корма, отмершие части растений, погибшие водные организмы;
нельзя допускать слишком уплотненной посадки рыб в аквариуме. Рекомендовать точное количество рыб в расчете на 1 л воды чрезвычайно трудно, поскольку это зависит от объема и формы водоема, наличия аэрации воды, вида рыб, их размеров и биологических особенностей. Так, Е. Arnlacher, немецкий специалист по болезням рыб, считает минимальным количеством воды на одну рыбу 5 л; наш соотечественник, автор книги «Аквариумное рыбоводство» М. Н. Ильин рекомендует посадку рыб без аэрации воды в аквариуме емкостью 40 - 50 л в таком количестве, чтобы на каждую рыбу длиной до 5 см приходилось 2 л воды, длиной 8 - 10 см - 3 - 4 л и свыше 12 см - 8 - 10 л; надо удалять из аквариума лишние водные организмы (особенно моллюсков) при значительном из размножении;
в воде нерестовых и выростных аквариумов, где содержат молодь рыб, не достигшую половой зрелости, количество растворимого кислорода должно быть больше, чем в аквариумах, где содержат взрослых рыб;
желательно 1-2 раза в месяц проводить во всех аквариумах исследование воды на содержание в ней растворимого кислорода.
Газовая эмболия
В солнечные летние дни при активном выделении кислорода растениями и одновременной аэрации воды скапливается слишком большое количество растворимого в воде кислорода, избыток которого вызывает заболевание рыб, часто оканчивающееся их гибелью. Такое заболевание называется «газовая эмболия».
Симптоматика и патогенез. Рыба ведет себя неспокойно, резко реагирует на внешние раздражители (приближение сачка и других предметов), наблюдается судорожное дрожание плавников и всего тела, движения жаберных крышек ослабевают и затем прекращаются совсем. Иногда наблюдается помутнение роговицы и хрусталика глаза, лепидортоз (ерошепие чешуи) и разрушение плавников, от которых остаются только ости.
Кислород, в избытке поступая в кровеносную систему рыбы, скапливается в виде мелких пузырьков и вызывает закупорку сосудов. Попадая в капилляры (тончайшие кровеносные сосуды), пузырьки кислорода по размерам оказываются больше диаметра этих сосудов. Происходит их закупорка, так как сила сердечного толчка недостаточна для проталкивания газа по капиллярам.
При вскрытии относительно крупных рыб из кровеносных сосудов, паренхиматозных органов (внутренние органы, не имеющие полостей и состоящие из паренхимы,- печень, селезенка, почки) и жабр, в силу скопления в них мельчайших пузырьков кислорода, выступает пенистая кровь.
Диагноз. Диагноз ставят на основании клинической картины, патологоанатомических изменений, которые находят при вскрытии рыб, и результатов исследования воды на содержание в ней растворимого кислорода.
Лечение и профилактика. Рыбы, пересаженные в аквариум, где содержание растворимого кислорода не превышает 10 - 15 мг/л, быстро выздоравливают.
Опыты, проведенные с гуппи, тигровыми меченосцами, черными моллиенезиями, тетра-фоирио и кардиналами, Показали, что при содержании в воде кислорода 28-30 мг/л рыбы погибают с проявлением описанных клинических признаков через 1 1/2- 2 часа. Для предупреждения гибели рыб от газовой эмболии нельзя допускать интенсивную аэрацию воды аквариума, густо засаженного растениями и при ярком продолжительном освещении.
Определение растворимого в воде кислорода
Принцип метода. Определение кислорода в воде основано на том, что при прибавлении к ней едкого натра (NaOH) и хлористого марганца (МnСl2) образуется гидрат закиси марганца [Мn(ОН)2], который при наличии в воде кислорода окисляется в гидрат окиси марганца [Мn(ОН)3]. Если затем прибавить к воде соляную кислоту (НСl), то гидрат окиси марганца растворяется, образуя хлорный марганец (МnСl3). Однако хлорный марганец непрочное соединение и быстро переходит в хлористый марганец (МnСl2) с выделением свободного хлора (Сl2). При прибавлении к жидкости йодистого калия (KI) происходит реакция замещения в нем йода хлором. Количество выделившегося йода эквивалентно количеству свободного кислорода, содержащегося в исследуемой воде.
Выделившийся йод определяют раствором гипосульфита натрия. По количеству гипосульфита натрия, израсходованному на титрование, устанавливают количество растворенного в воде кислорода.
Лабораторная посуда: склянки с притертыми пробками емкостью 100 - 150 л; пипетки Мора на 50 мл; градуированные пипетки на 10, 5 и 1 мл; колбы емкостью 100 и 250 мл; бюретки на 25 и 50 мл; цилиндры мерные на 100 мл; палочки и воронки стеклянные.
Реактивы:
Раствор хлористого марганца (МnСl2): 40 г МnСl2 растворяют в 100 мл дистиллированной воды и фильтруют через бумажный фильтр.
Раствор едкого натра с йодистым калием (NaOH+KI): 32 г едкого натра и 10 г йодистого калия растворяют в 100мл дистиллированной воды. Едкий натр может быть заменен едким калием (КОН).
Концентрированная соляная кислота (НСl) или 25%-ная серная кислота (H2SO4). Кислоту растворяют в воде постепенно, все время размешивая жидкость и добавляя кислоту к воде.
Гипосульфит (серноватистокислый натрий,Na2S2O3), 0,01 н. (Сантинормальный раствор. )раствор: растворяют 2,5 г Na2S2O3 в 1 л дистиллированной воды.
1%-ный раствор крахмала: 1 г крахмала или чистой картофельной муки тщательно размешивают в 20 мл холодной воды, добавляют к 80 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят несколько минут.
Йодноватокислый калий(КIO3), 0,01 н. раствор: на аналитических весах отвешивают 0,3567 г КIO3, переносят реактив в мерную колбу объемом 1 л и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. После полного растворения КIO3 в колбу добавляют дистиллированную воду точно до метки 100 мл и тщательно перемешивают. Готовый раствор хранят в темной склянке.
Техника определения. Склянкой емкостью 150 - 250 мл с очень узким горлышком берут пробу воды у самого дна аквариума. Воду необходимо брать так, чтобы в склянку не попадали экскременты рыб, остатки корма и другие частицы, находящиеся на дне. Сразу после взятия пробу воды переливают в склянку емкостью 100 - 150 мл с притертой пробкой так, чтобы между пробкой и водой не оставалось ни одного пузырька воздуха. Затем приступают к фиксации кислорода. Для этого пробку открывают, в воду пипеткой (для каждого раствора отдельной) вносят 1 мл раствора хлористого марганца и 1 мл смеси едкого натра с йодистым натрием или калием. Указанные растворы выливают из пипеток в нижний слой пробы. Склянку закрывают и содержимое тщательно взбалтывают.
По изменению цвета жидкости можно ориентировочно судить о количестве растворимого в испытуемой воде кислорода. Если его в воде много, раствор буреет; если мало,- раствор не изменяет цвет.
После этого пипеткой вносят на дно 2 мл концентрированной соляной кислоты или 3 мл 25%-ной серной кислоты. Склянку закрывают, содержимое вновь взбалтывают и приступают к титрованию жидкости гипосульфитом. Для этого пипеткой Мора или мерным цилиндром из склянки берут 50 мл испытуемой жидкости, переливают ее в колбу и титруют 0,01 н. раствором гипосульфита до появления светло-желтого окрашивания жидкости, хорошо заметного на белом фоне бумаги, лежащей под колбой. Затем в смесь добавляют 1 см3 крахмала (если при фиксации кислорода исследуемой воды растворами хлористого марганца и смеси едкого натра с йодистым калием жидкость не буреет, то раствор крахмала вливают сразу же перед титрованием, отчего она становится темно-синей, и титруют до осветления.
Расчет. Установив количество израсходованного на титрование гипосульфита, определяют содержание растворимого в воде кислорода по формуле:
х = 1,117 х П х К,
где х - количество растворимого в воде кислорода, мг/л; 1,117 - постоянный коэффициент;
П - количество гипосульфита, израсходованного на титрование, мл; К - поправочный коэффициент гипосульфита.
Определение поправочного коэффициента гипосульфита. В колбу для титрования вносят 10 мл 0,01 н. раствора КIO3 и 0,5 г сухого йодистого калия (KI). После растворения последнего добавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты или 3 мл 25%-ной серной кислоты. Полученную жидкость титруют гипосульфитом, как и пробу на кислород. Затем количество взятого 0,01 н. раствора КЮ3 (10 мл) делят на количество миллилитров гипосульфита, израсходованного на титрование. Полученный результат является поправочным коэффициентом гипосульфита.
Жесткость воды
Жесткость воды определяется количеством растворенных в ней солей кальция и магния. При незначительном содержании их воду называют мягкой, при большом количестве - жесткой. Различают общую, постоянную и временную жесткость воды. Сумма постоянной и временной жесткости составляет общую жесткость. Постоянная жесткость воды зависит от содержания в ней сульфатов и хлоридов кальция и магния, временная жесткость - от содержания в ней бикарбонатов кальция и магния. Обычное кипячение воды приводит к выпадению солей кальция и магния в осадок, чем в значительной степени снижается жесткость воды. Наглядным примером тому служит накипь, образующаяся на стенках чайников и самоваров.
Жесткость выражается суммой миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 л воды. 1 мг-экв жесткости, или 1° жесткости, отвечает содержанию 20,04 мг/л Са или 12,16 мг/л Mg. В ряде стран жесткость воды измеряется в градусах жесткости. В аквариумном рыбоводстве жесткость воды наиболее удобно выражать в русских или немецких градусах, которые равны 0,35663 мг-экв/л.
Различают воду: очень мягкую - 0-4°, мягкую - 4-8°, средней жесткости - 8-12°, жесткую - 12-18° и очень жесткую - 18-30°.
Большинство аквариумистов пользуются водопроводной водой, жесткость которой непостоянна и зависит от материковых пород, времени года, количества атмосферных осадков. Например, в Москве жесткость воды от 4 до 12°, в Ленинграде вода значительно мягче - 2-3°, в Одессе - 12° и выше.
Солевой состав воды влияет на количество углекислоты, растворенной в воде. В жесткой воде, т. е. содержащей много солей кальция и магния, всегда мало свободной углекислоты, а в мягкой - ее значительно больше.
Жесткость воды имеет большое значение для физиологического состояния рыб. Одним видам рыб необходима мягкая вода, другим - средней жесткости или даже жесткая. Следует учитывать, что при пересадке рыб из старой воды в свежую и наоборот они резко реагируют на изменение ее жесткости: наблюдаются скачкообразные движения, судороги, выпрыгивание из воды и нередко гибель рыб. Наибольшее значение жесткость воды имеет в период размножения рыб. Например, неоновые рыбы и филомены нерестятся в очень мягкой воде (от 0,5 до 4°), гетеробарбусы и серпасы - в мягкой (4 - 5°), менее прихотливы грими (2,5 - 7°), а такие рыбы, как фонарики, могут размножаться как в мягкой, так и в жесткой воде.
В аквариуме с многовидовым составом рыб трудно установить жесткость воды, необходимую для каждого вида в отдельности. Неудачи в этом случае чаще всего связаны с солевым составом воды.
Наличие в аквариуме большого количества моллюсков, различных ракушек и раковин, содержащих соли кальция, способствует повышению жесткости воды. В связи с этим присутствие в аквариуме их в большом количестве нежелательно.
Аквариумисту нужно уметь определять жесткость воды, а также составлять воду нужного солевого состава.
Метод определения общей жесткости воды с помощью трилона Б
Принцип определения. По количеству трилона Б - натриевой соли этилендиаминотетрауксусиой кислоты (порошок белого цвета), пошедшего на титрование пробы воды с индикатором эриохромом черным Т, рассчитывают содержание растворенных в ней солей кальция и магния. Так как индикатор меняет свою окраску не только от изменения концентрации ионов кальция и магния, но и в зависимости от рН раствора, в титруемый раствор добавляют буферную смесь (NH4OH+NH4Cl), поддерживающую рН около 10.
Реактивы:
Раствор трилона Б,0,05 н. раствор: растворяют 9,3 г трилона Б в дистиллированной воде с последующим доведением объема до 1 л.
Буферный раствор:20 г химически чистой NH4Cl растворяют в дистиллированной воде, добавляют 100 мл 20%-ного раствора NH4OH и доводят объем дистиллированной водой до 1 л.
Раствор индикатора: 0,5 г эриохрома черного Т растворяют в 10 мл буферного раствора и доводят объем 96%-ным этиловым спиртом до 100 мл.
Ход анализа. В коническую колбу емкостью 200 - 250 мл наливают 50 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл буферной смеси и 10 - 15 капель индикатора эриохрома черного Т (до появления интенсивного вишнево-красного цвета). При непрерывном покачивании колбы пробу титруют раствором трилона Б. По мере прибавления трилона Б вишнево-красный цвет переходит в лиловый. С этого момента титрование следует проводить медленнее. Окончание титрования устанавливают по появлению синего цвета с зеленоватым оттенком.
Расчет.Содержание растворимых в воде солей кальция и магния вычисляют по формуле:
| x= | v х 0,05 х 1000 | , |
| v1 |
где х - количество растворимых в воде солей кальция и магния, мг-экв/л;
y - количество трилона Б, пошедшее на титрование, мл;
0,05 - нормальность трилона; 1000 - пересчет на 1 л воды;
v1 - объем исследуемой воды, мл.
Для перевода в градусы жесткости полученную цифру умножают на 2,8.
Определение общей жесткости лучше проводить по таблице 2, составленной В. П. Дацкевичем. В таблице нужно найти цифру, равную количеству трилона Б, пошедшему на титрование. В левой (вертикальной) графо указаны градусы жесткости, в верхней (горизонтальной) - десятые доли градуса. Таблица составлена для анализа, проведенного в 100 мл воды 0,1 п. раствором трилона Б или 0,05 н. раствором, но при исследовании 50 мл воды.
| Таблица 2. Определение жесткости воды по расходу трилона Б | ||||||||||
| Жесткость воды, градусы | Доли градуса | |||||||||
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 0 | - | 0,036 | 0,071 | 0,10 | 0,14 | 0,18 | 0,21 | 0,25 | 0,28 | 0,32 |
| 1 | 0,36 | 0,39 | 0,43 | 0,46 | 0,50 | 0,53 | 0,57 | 0,60 | 0,64 | 0,68 |
| 2 | 0,71 | 0,75 | 0,78 | 0,82 | 0,85 | 0,89 | 0,93 | 0,96 | 1,00 | 1,03 |
| 3 | 1,07 | 1,10 | 1,14 | 1,18 | 1,21 | 1,25 | 1,28 | 1,32 | 1,35 | 1,39 |
| 4 | 1,43 | 1,46 | 1,50 | 1,53 | 1,57 | 1,60 | 1,64 | 1,68 | 1,71 | 1,75 |
| 5 | 1,78 | 1,82 | 1,85 | 1,89 | 1,92 | 1,96 | 2,0 | 2,03 | 2,07 | 2,10 |
| 6 | 2,14 | 2,17 | 2,21 | 2,25 | 2,28 | 2,32 | 2,35 | 2,39 | 2,42 | 2,46 |
| 7 | 2,5 | 2,53 | 2,57 | 2,60 | 2,64 | 2,67 | 2,71 | 2,75 | 2,78 | 2,82 |
| 8 | 2,85 | 2,89 | 2,92 | 2,96 | 2,99 | 3,03 | 3,07 | 3,10 | 3,14 | 3,17 |
| 9 | 3,20 | 3,24 | 3,28 | 3,32 | 3,35 | 3,39 | 3,42 | 3,46 | 3,50 | 3,53 |
| 10 | 3,57 | 3,60 | 3,64 | 3,67 | 3,71 | 3,74 | 3,78 | 3,81 | 3,85 | 3,89 |
| 11 | 3,92 | 3,96 | 3,99 | 4,03 | 4,06 | 4,10 | 4,14 | 4,17 | 4,21 | 4,24 |
| 12 | 4,28 | 4,31 | 4,35 | 4,39 | 4,42 | 4,46 | 4,49 | 4,53 | 4,56 | 4,60 |
| 13 | 4,63 | 4,67 | 4,70 | 4,74 | 4,79 | 4,81 | 4,85 | 4,88 | 4,92 | 4,96 |
| 14 | 4,99 | 5,03 | 5,06 | 5,10 | 5,13 | 5,17 | 5,21 | 5,24 | 5,28 | 5,31 |
| 15 | 5,35 | 5,38 | 5,42 | 5,45 | 5,49 | 5,53 | 5,56 | 5,60 | 5,63 | 5,67 |
| Таблица 3. Определение количества дистиллированной воды (мл), необходимой на 1 л водопроводной | |||||||
| Требуемая жесткость воды, градусы | Жесткость водопроводной воды, градуса | ||||||
| 3 | 1000 | 1666 | 2000 | 2333 | 2666 | 3000 | |
| 4 | 500 | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | 1750 | 2000 |
| 5 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
| 6 | - | 166 | 333 | 500 | 666 | 833 | 1000 |
| 7 | - | - | 142 | 222 | 429 | 571 | 714 |
| 8 | - | - | - | 125 | 250 | 375 | 500 |
| Примечание. Если дистиллированная вода имеет нулевую жесткость, то при расчете необходимо сделать соответствующую поправку, а также проверить жесткость полученной воды | |||||||
Чтобы приготовить воду нужной жесткости для общего, а в особенности для нерестового аквариумов, сначала следует определить жесткость водопроводной и дистиллированной воды, из которых будет составляться вода для аквариума. Химически обессоленная вода имеет нулевую жесткость. Пользуясь данными таблицы 3, водопроводную воду смешивают с химически обессоленной и получают воду нужной жесткости. Предварительно водопроводную воду подогревают до 90° в течение 30 минут и охлаждают.
Пример. Для аквариума, где будут нереститься неоновые рыбы, требуется вода жесткостью 3°, а мы располагаем водопроводной водой, жесткость которой 8°. В левой вертикальной графе указана требуемая жесткость воды, в горизонтальной графе - жесткость водопроводной воды. В горизонтальной графе под цифрой 8 находим цифру, соответствующую 3° жесткости вертикальной графы,- 1666. Значит, для получения воды жесткостью 3° к 1 л водопроводной воды нужно добавить 1666 мл дистиллированной. Далее делаем пересчет на все количество воды нерестового аквариума.
Содержание водородных ионов в воде (рН)
Небольшая часть молекул воды диссоциирована на водородные (Н) и гидроксильные ионы (ОН). В химически чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и при 25° составляют 10-7моль/л. Таким образом, величина произведения обеих концентраций равна 10-14. Эта величина остается постоянной и в присутствии веществ, при диссоциации которых образуются водородные и гидроксильные ионы. Поэтому вполне достаточно установить концентрацию одного из них. Практически определяют концентрацию водородных ионов.
Поскольку концентрация водородных ионов может иметь самое различное значение и подразделяться на несколько порядков, принято выражать ее величиной рН, представляющей собой десятичный логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком:
(Н+) = 10-РН, pH = -lg(H+).
Определение концентрации водородных ионов осуществляется в интервале от 1 до 10-14мг-экв/л, что соответствует величине рН от 0 до 14; рН 7 отвечает нейтральному состоянию раствора, меньшие ее значения - кислотному, а более высокие - щелочному.
На концентрацию водородных ионов большое влияние оказывает жесткость и количество растворимого углекислого газа, а эти показатели в аквариумной воде постоянно меняются, даже в течение одних суток.
Аквариумист должен уметь определить концентрацию водородных ионов в воде, поскольку она оказывает огромное влияние на рост и развитие рыб и растений. Особое значение приобретает рН воды в периоды размножения рыб и развития икры и личинок (в первые три дня их жизни).
В аквариумной практике в зависимости от величины рН различают воду: рН от 1,0 до 3,0 - сильнокислая, рН от 3 до 5,0 - кислая, рН от 5,0 до 6,0 - слабокислая, рН от 6,0 до 7,0 - очень слабокислая, рН 7,0 - нейтральная, рН от 7,0 до 8,0 - очень слабощелочная, рН от 8,0 до 9,0 - слабощелочная, рН от 9,0 до 10,0 - щелочная и рН выше 10,0 - сильнощелочная. Для нормальной жизни и размножения большинства аквариумных рыб наиболее подходящей является вода, рН которой колеблется от 6 до 8, а для большинства растений оптимальным является рН от 0 до 6,5.