Как садковое рыбоводство влияет на функционирование водоема и на образование донных отложений

Водные экосистемы характеризуются уровнем протекающих продуктивных и деструктивных процессов. На них оказывают влияние антропогенные процессы. Чем больше аллохтонных веществ органического типа поступает в воду, тем больше нарушается баланс между продуктивностью и деструкцией. Показатель продукционно-деструкционных процессов в воде следует учитывать при садковом выращивании различных видов рыбы.

Изменение баланса воды связано с рядом факторов:

• Изменение температурных показателей (например, в результате сброса горячей воды со станций);
• Внесение аллохтонных органических веществ в воду (отходы рыбного хозяйства).

Опасность аллохтонных веществ заключается в том, что такие отложения забирают кислород из воды. Это негативно сказывается на условиях выращивания рыбы в садках. При снижении содержания кислорода в воде фиксируется повышение заболеваемости и отход рыбы. Также недостаток кислорода негативно сказывается на темпах роста. Если уровень аллохтонных веществ чрезвычайно превышен, владельцы рыбного хозяйства могут столкнуться с массовой гибелью рыбы и последующими экономическими потерями. Подобные ситуации неоднократно фиксировались на территории садкового хозяйства, находящегося на водохранилище при Змиевской теплоэлектростанции.

Степень влияния отходов садкового рыбного хозяйства на структурные и функциональные характеристики водоема изучена слабо. Было проведено всего несколько научных исследований по поводу влияния донных отложений на содержание кислорода.

Как проводились исследования

Исследования проводились на основе проб донных отложений. Для забора материала использовалась грунтовая трубка длиной 1 метр, что соответствует общепринятым требованиям.

В собранном материале изучались:

• Водные и физические характеристики отложений;
• Потери валового содержания органики (после прокаливания добытого материала для исследований);
• Степень потребления кислорода донными отложениями.

Важно было определить, какое количество донных отложений образуется в водоеме из-за развития водного хозяйства.

Количественные показатели определялись двумя способами:

1. Расчет поступления взвешенных веществ. По протяженности садковой линии было выбрано три контрольные точки. Здесь на глубине порядка 0,5 метров от нижнего края садка установили приспособления для отлова и сбора взвешенных веществ. После проведенных замеров рассчитывалось, сколько отходов приходится на 1 единицу привеса рыбы (эти сведения передавало рыбное хозяйство).
2. Определение количества донных образований в местах размещения садков. Замеры делались на территории водохранилища Курской атомной электростанции, где на протяжении трех лет работали две садковые линии. Это застойная зона, поэтому донные отложения скапливались в одном месте ‒ под местом постоянного обитания рыбы. Как только садки переместили в другое место, сделали отбор проб для исследования. Уже в 0,5 метрах от садков донные отложения состояли только из песка без следов ила.
3. Исследование влияния донных отложений на качество воды началось в 1984 году. В ходе работы определялись те показатели отложений, которые взаимодействовали с окружающими водными массами, т.е. оказывали влияние на экологическую обстановку в конкретном водоеме. Перед началом исследований специалисты определили ряд параметров, по которым проводилась оценка состояния водоема.

Учитывались:

• Естественная влажность;
• Массовый объем в сыром виде;
• Массовая доля скелета;
• Степень потребления кислорода;
• Процентное содержание органики.

Естественная влажность

Пробы, сделанные на территории водохранилища возле Змиевской ТЭС, показали незначительное изменение естественной влажности за период 1986 по 2006 год. . Измерения проводились на различных участках. Колебания оказались небольшими по всей территории. Превышение влажности было зафиксировано под садками. Показатель превышения варьировались в широких диапазонах – от 1,86 до 63,76%.

Повышение естественной влажности связано с уменьшением сырой массы и объемной массы скелета для донных отложений. Подобные показатели зафиксированы и в пробах, взятых на Курской атомной электростанции.

Первые изменения зафиксированы уже через два месяца после начала образования донных отложений благодаря садковому выращиванию рыбы. Объемная масса верхнего скелета отложений постепенно снижалась на 22,02%. Под садками, которые беспрерывно функционировали на протяжении 2,5 лет, объемная масса снизилась на 72,32%. Как только садки переместили, началось постепенное восстановление показателей. Через 2 года после переноса садков в водах Курской атомной электростанции пробы показали увеличение объема массы скелета более чем на 57%

Органические вещества

Органические вещества в донных отложениях – показатель оценки степени загрязнения воды в конкретном водоеме веществами антропогенного происхождения. Он показывает скорость загрязнения водоема. . Органические вещества также выступают в качестве маркера зоны загрязнения под садковыми хозяйствами.

По результатам проведенного анализа было установлено, что с начала функционирования садков на Змиевской ТЭС количество органических веществ в донных образованиях в некоторых местах увеличилось почти в 4 раза. Несмотря на то, что с 1990 года объемы выращивания рыбы в садках существенно сократились, количество накопленных органических веществ осталось практически на том же уровне.

Самыми проблемными зонами стали места, расположенные под садками, а также в центральной части водоема. Последнее связано с тем, что в центре водохранилища была зафиксирована самая большая зона ускоренного накопления органических веществ, собранных со всего водоема. Увеличение органических веществ в донных отложениях было зафиксировано также по результатам исследования в водах-охладителях Курской АЭС. За два месяца выращивания рыбы количество органических веществ в отложениях увеличилось в среднем на 10,77%. Под садками, которые беспрерывно функционировали на протяжении 2,5 лет, количество органики в отложениях выросло в среднем на 319%. Через два года после окончания функционирования садков количество отложений снизилось только на 6,42%.

Проведенные расчеты свидетельствуют о том, что объемы производства рыбы напрямую влияют на объемы органических веществ в донных отложениях. Под садками данная связь фиксировалась на среднем уровне, по остальной территории водоема наблюдалась слабая связь показателей.

Потребление кислорода

Органические и другие вещества после накопления в донных отложениях начинают трансформироваться и разлагаться. Эти процессы сопровождаются потреблением кислорода. В зоне под садками нарушения в кислородном балансе фиксировались уже после года развития рыбного хозяйства.

Исследование на территории водоема Змиевской ТЭС показало, что максимальный забор кислорода из воды донными образованиями происходит в зоне под садками. Обычные же отложения в аналогичной температурной зоне образования потребляли в 1,2-2,9 раза больше кислорода. Аналогичные показатели зафиксированы и в водах Курской атомной электростанции. Здесь потребление кислорода оказалось еще выше. Через два месяца эксплуатации садков донные отложения потребляли кислород в 2,4 раза интенсивнее. В водозаборе этот показатель составлял 1,5.

Отложения, которые остались после переноса садков, через 2,5 года после эксплуатации потребляли кислород в 4,4 раза интенсивнее. Несмотря на прекращение выращивания рыбы в зоне, через два года показатели продолжали оставаться повышенными. По сравнению с другими зонами в водоеме потребление кислорода донными образованиями здесь было в 1,6 раз интенсивнее. Такие процессы спровоцированы тем, что водный обмен в данной зоне минимален. В итоге это приводит к накоплению отходов.

Как садковое рыбное хозяйство влияет на накопление водных отложений

Наличие садкового хозяйства в водоеме напрямую оказывает влияние на степень роста количества донных образований в водоеме. В. А. Авинский в своих исследованиях установил, что на территории водохранилища Черепетской ГРЭС в июле в среднем за сутки накапливалось до 2 мм осадков под садками с рыбой.

Особенности определения количества донных отложений, связанных с ведением рыбного хозяйства:

1. Поступление взвешенных веществ в воду. При подсчетах образованных осадков и выращиваемого объема рыбы на территории Змиевской ТЭС и Курской АЭС удалось получить следующие данные – в среднем 1 тонна товарной рыбы производит около 8,8 м3 донных отложений.
2. Определение скопившихся донных отложений под садками. Исследование проходило на территории Курской электростанции после того, как было принято решение перенести садки после 2,5 лет эксплуатации. Изначально здесь функционировало экспериментальное рыбное хозяйство. Впоследствии его ликвидировали, и на этом месте построили полноценный Курчатовский рыбхоз. Здесь выращивание товарной рыбы проводилось на двух садковых линиях. Одним концом их закрепили на берегу. Выращивание производилось практически полностью в застойной зоне. Донные образования, связанные с ведением рыбного хозяйства, обнаруживались только под садками. Уже на расстоянии более 0,5 метров не было обнаружено следов ила, донные образования состояли из песка.

После переноса садков в ВО Курской АЭС проводились замеры образований под садками. В среднем за три года функционирования экспериментального и полноциклового рыбного хозяйства объем донных отложений составил 1452 метра.

В среднем в водохранилище выращивалось до 180 тонн карпа. Оба исследования показали , что тонна товарной рыбы способна образовывать чуть больше 8 кубических метров донных отложений. Расчеты выполнялись по разным позициям – по поступлению взвешенных веществ и по анализу уже существующих накоплений. Несмотря на это, результаты получились практически идентичными, что говорило об их достоверности. При проведении дальнейших расчетов использовалась средняя величина, рассчитанная на основе двух полученных показателей.

Так, в среднем в водоемах-охладителях, которые используются на ТЭС, ГРЭС и АЭС, 1 тонна товарной рыбы производит 8,45 кубических метров донных отложений. Полученные данные позволили рассчитать, сколько отходов образуется при ведении рыбного хозяйства в каждом из водоемов. Информация прописана в таблице. При расчетах не учитывались первичные отложения до начала ведения садковой деятельности.

Заключение

Садковое рыбное хозяйство оказывает непосредственное влияние на образование и на состав донных отложений. Со временем происходит увеличение влажности и процентное содержание органических веществ в отложениях. При этом объемная масса скелета постепенно снижается. Первые существенные изменения можно наблюдать уже через 2 месяца после начала ведения деятельности. Показатели меняются быстро при ведении рыбного хозяйства, при этом не восстанавливаются до нормальных значений после прекращения деятельности. Так, даже через два года после переноса садков, массовая доля донного скелета не восстановилась до прежних показателей.

Отходы рыбного хозяйства негативно сказываются на содержании кислорода в воде. Донные образования на этапе трансформации начинают потреблять в 1,2-4,4 раза больше кислорода. Этот фактор негативно сказывается на развитии рыбы и может стать причиной массовой гибели.

Если делать сравнения в объемах водоема, то роль рыбного хозяйства в поступлении и накоплении донных отложений минимальна – до 1,5%. При этом ведение рыбного хозяйства приводит к образованию отложений с измененными характеристиками, которые могут стать непосредственным фактором замора рыбы. В связи с этим, необходимо проводить постоянные замеры показателей.