ТОКСИЧНОСТЬ АЗОТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
В результате попадания в воду продуктов метаболизма, их окисления и в процессе реакций
нитрификации и денитрификации в воде присутствуют четыре формы азотного загрязнения
NH4
+, NH3, NO2
-, NO3
-. Все они в разной мере токсичны для культивируемых объектов. Мерой
токсичности служит концентрация этих продуктов в воде, исчисляемая в мг/л.
Чтобы избежать разночтений в определении токсичности различных форм азотного загряз-
нения, акцентируем внимание на используемые термины. По рекомендации международной
организации ФАО используются термины: "АММОНИЙ" - ион NH4
+, "НЕИОНИЗИРОВАН-
НЫЙ или ГАЗООБРАЗНЫЙ АММИАК" - NH3, "АММОНИЙHЫЙ АЗОТ" - содержание азота в
NH4
+ (обозначается NH4
+ - N), "ОБЩИЙ АММИАЧНЫЙ АЗОТ" - NH3 - N и NH4
+ - N.
Формулы преобразования:
NH3 (мг/л) = 1,2159 NH3 - N (мг/л) /26/
NH4
+ (мг/л) = 1,2873 NH4
+ - N (мг/л) /27/
NО2
- (мг/л) = 3,3333 NО2
- - N (мг/л) /28/
NO3
- (мг/л) = 4,4267 NO3
- - N (мг/л) /29/
CO2 (мг/л) = 3,664 CO2 - C (мг/л) /30/
ТОКСИЧНОСТЬ АММОНИЯ И ГАЗООБРАЗНОГО АММИАКА.
Как уже отмечалось, ам-
моний и газообразный аммиак находятся в воде в определенном соотношении друг с другом.
Количество неионизированного аммиака в общем количестве продукта зависит от температуры
и рН воды. Известно, что непосредственное токсичное воздействие на рыб оказывает газооб-
разный аммиак, а ионы аммония слаботоксичны. Так как с помощью лабораторных анализов и с
помощью приборов устанавливается общее количество аммония и неионизированного аммиака,
то количество последнего определяется путем вычисления. Доля неионизированного аммиака
(ДНА) вычисляется с помощью выражения
100
ДНА = ––––––––––––––––––––, /31/
1 + антилог.(рКа - рН)
где рКа - отрицательный логарифм константы ионизации, зависящий от температуры (см.
табл.9).
Таблица 9
0,2 - 2,0 Остролетальные концентрации. Наиболее чувствительна
форель, наиболее устойчив карп.
0,15 Выдерживают кратковременную экспозицию, но могут быть
отрицательные последствия.
0,025 Хорошо чувствует себя без последствий.
39
Концентрация неионизированного аммиака 0,025 мг NH3/л принимается, как допустимая
концентрация, для форели и лососевых рыб. Для удобства пользования этим критерием концен-
трация 0,025 мг NH3/л переведена в концентрацию общего аммиака NH3 + NH4
+ и рассчитана
для различных температур и значений рН. (см. табл.6). Имея данные измерения NH3 + NH4
+,
значения рН и температуры воды с помощью таблицы можно установить: отвечает ли такая
концентрация допустимым нормам.
Таблица 10.
ТОКСИЧНОСТЬ НИТРИТОВ
Нитрит (NO2
-) появляется в воде как промежуточная форма в двух процессах: нитрификации
и денитрификации. В чистых природных источниках воды нитрит встречается в виде следов. В
рыбоводных системах, особенно в замкнутых рыбоводных установках, нитрит присутствует в
концентрациях, достигающих критических значений.
Установлено, что токсичность нитрита для рыб сильно понижается с ростом содержания в
воде ионов хлора. Существующие в ряде литературных источников указания на предельно до-
пустимые концентрации нитрита для разных видов рыб, без указания на концентрацию ионов
хлора, сильно занижены. Так, например, рекомендуется считать максимальной концентрацию
нитритного азота (NO2
—N) для форели 0,19 - 0,23 мг/л, для карпа 0,2 - 0,3 мг/л. Однако, в экспе-
риментах с кижучем безопасная концентрация нитритного азота составляла 8,9 мг/л при кон-
центрации ионов хлора 33,2 мг/л. При повышении концентрации ионов хлора до 261 мг/л безо-
пасной становится концентрация нитритного азота 29,8 мг/л.
Снижение токсичности нитрита при введении ионов хлора в воду позволяет избегать замор-
ных ситуаций. Например, при первичном пуске замкнутой по воде рыбоводной установки кон-
центрация нитрита достигает значения 5 - 15 мг NO2/л и держится несколько суток, пока не
начнет работать вторая группа нитрифицирующих бактерий. Нейтрализация токсичности нит-
рита достигается доведением концентрации ионов хлора в воде до 80 - 100 мг/л. Это безопас-
ные концентрации хлора для культивируемых объектов. В качестве источников ионов хлора
используется поваренная соль NaCl или соляная кислота HCl.
ТОКСИЧНОСТЬ НИТРАТОВ
Нитрат NO3
- появляется в воде как конечный продукт нитрификации. Малотоксичен для рыб
и других гидробионтов. Так, например, нормальный рост карпа наблюдался при концентрации
NO3 - N до 90 мг/л при температуре 25 оС и рН равном 5,3 - 5,8, при этом концентрация неиони-
зированного аммиака NH3 - N достигала значения 0,013 мг/л. Имеются сведения и о концентра-
циях нитрата, достигающих значений 400 мг NO3 - N/л и не вызывающих катастрофических по-
следствий.
Хотя ионы нитрата не обладают значительной токсичностью, при их образование выделяется
определенное количество ионов водорода (см. уравнения 13 и 14). Продукция ионов водорода
Н+ при окисление одного кг NH4
+ составит 110 г-ион Н+/кг NH4
+ или 141 г-ион Н+/кг NH4
+ - N.
40
Следовательно, при увеличение концентрации нитрата одновременно последует снижение рН
воды. Токсичное действие нитрата скажется через увеличение концентрации ионов водорода,
то есть через снижение рН воды. Методы нейтрализации этого воздействия описываются выше.
