КАДМИЙ (Cd)

Содержится веточных водах многих промышленных предприятий, особенно свинцово-цинковых и металлообрабатывающих заводов, использующих гальванопокрытие. Он присутствует в фосфорных удобрениях. В воде растворяются сернокислый, хлористый и азотнокислый кадмий, его гидроокиси нерастворимы.

Токсичность. Наиболее токсичны для рыб и других гидробионтов растворимые соединения кадмия. Среднесмертельные концентрации кадмия для лосося, форели и карпа в мягкой воде составляют от 0,05 до 0,24 мг Cd/л (экспозиция 96 ч). Соответствующие концентрации для кумжи и щуки примерно в 2 раза, а для окуня и гольяна в 5 раз выше, чем для форели. В жесткой воде токсические концентрации увеличиваются в 20 — 30 раз, а с повышением температуры, снижением содержания кислорода и рН воды токсичность кадмия усиливается. Хроническое отравление форели, сопровождающееся накоплением кадмия в жабрах, печени и почках до 3 — 16 мг/кг, наступает при концентрациях более 0,01 мг/л в течение 10 — 20 недель. Установлен синергизм кадмия и меди, суммирование действия кадмия и цинка. Токсические границы кадмия для гаммарусов и дафний 0,5 мг/л. В концентрации 0,1 мг/л он задерживает самоочищение воды.

Симптомы и патоморфологические изменения. Кадмий обладает местно-раздражающим и резорбтивным действием. При остром отравлении хлористым кадмием обнаруживают гиперплазию и распад респираторного эпителия жабр, эпидермиса кожи, некробиоз кишечника и проксимальных канальцев почек, гемопоэтической ткани. Хроническая интоксикация выражается замедлением роста, некробиотическими изменениями в жабрах, почках, печени, гемопоэтической ткани, отмечены образование доброкачественной опухоли в почках и деформация позвоночника.

Диагноз. Для определения кадмия в воде применяют колориметрический, дитизоновый и атомно-абсорбционный методы, а в рыбе и рыбных продуктах — атомно-абсорбционную спектроскопию или дробный метод с солями дитиокарбаминовой кислоты. Среднее количество кадмия в мышцах промысловых рыб составляет 0,65 мг/кг.

Профилактика та же, что при загрязнении другими металлами. Рыбохозяйственная ПДК кадмия в пресных водоемах 0,005 мг/л, в морских — 0,01 мг/л. Допустимые количества в рыбных продуктах 0,1 мг/кг.

МЫШЬЯК (As)

Поскольку мышьяк и его соединения широко применяются в народном хозяйстве, он содержится в сточных водах различных отраслей промышленности — металлургической, химико-фармацевтической, текстильной, стекольной, кожевенной, химической по производству инсектицидов, гербицидов, красок. Мышьяковистые ядохимикаты, используемые в сельском и лесном хозяйстве для борьбы с вредителями растений, могут поступить в водоемы с поверхностным стоком. В воде мышьяк обнаруживается в форме арсената или арсенита, а также встречаются метиллированные соединения. Осажденные его формы при повышении температуры могут растворяться и вызывать вторичное загрязнение.

Токсичность. В больших концентрациях соединения мышьяка действуют прижигающе на жабры и кожу рыб. Проникая внутрь организма, мышьяк связывается с SH-группами ферментов и вызывает сосудистые нарушения и деструктивные изменения во внутренних органах. Соли мышьяковистой кислоты (арсениты) резорбируются в тело рыб быстрее, чем арсенаты, и более токсичны. Смертельные концентрации мышьяковистого ангидрида для форели и окуня 15 — 19 мг As/л, карася и карпа — 19 — 25, дафний — 0,5, циклопов — 1 — 5 мг As/л. По данным М. Е. Thummann, концентрация мышьяка в воде 1,1 — 2,2 мг As/л вызывает гибель судака и плотвы через 2 — 3 сут, 3,1 мг As/л — карпа и угря через 4 — 6 сут.

Содержание мышьяка в теле рыб, отравленных неорганическими или органическими соединениями, по данным разных авторов, составляет от 0,9 до 1340 мг/кг. При остром отравлении мышьяк концентрируется в жабрах и внутренних органах, а при хроническом, кроме того, в костях, чешуе и головном мозге.

Симптомы и патоморфологические изменения. Поскольку мышьяк является медленно действующим ядом, картина острого отравления рыб нехарактерна. Рыбы угнетены, малоподвижны, перед смертью наступает сильное возбуждение и судороги. При хроническом отравлении наступает истощение и анемия. Патоморфологические изменения характеризуются дистрофией респираторного эпителия, водяночно-жировой дистрофией и некробиозом печеночных клеток и эпителия канальцев почек.

Диагноз ставят по результатам определения мышьяка в воде и рыбе. Для установления мышьяка в воде рекомендуются колориметрический метод с диэтилдитиокарбаматом серебра, а в органах рыб — качественные методы Марша или Зингер-Блека и количественное определение фотоэлектроколориметрическим методом. Содержание мышьяка в морских рыбах может достигать 5 мг/кг сырой массы. Мышьяк хорошо сохраняется в биологическом материале и может быть обнаружен в трупах через длительное время после смерти.

Профилактика основывается на предотвращении попадания мышьяка в водоемы со сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также в соблюдении правил применения его соединений в качестве пестицидов и антипаразитарных средств в ихтиопатологии.

ЖЕЛЕЗО (Fe)

В поверхностных водах содержание железа колеблется в широких пределах. В подземных водоисточниках и водах болот его концентрация достигает десятков мг/л. Резкое повышение железа в водоемах происходит при загрязнении их сточными водами рудников, металлургических, машиностроительных и химических предприятий.

В воде присутствует закисное (Fe˙˙) č окисное (Fe˙˙˙) ćелезо. Закисные формы железа нестойки, быстро окисляются, переходя в окисные, а также образуют нерастворимые гидроокиси и карбонаты. Процесс окисления идет не только в воде, но и в теле железобактерий, которые размножаются в болотах, водопроводных трубах, прудах. После отмирания бактерий гидрат окиси железа оседает на дно прудов и бассейнов. В кислой среде растворимость железа увеличивается, а в щелочной уменьшается. В концентрации 0,05 мг/л железо придает воде желтоватую окраску, а в концентрациях 0,3 — 1,0 мг/л — металлический вкус.

Токсичность железа обусловлена механическим повреждением и асфиксией рыб и икры в результате осаждения хлопьев гидроокиси железа или снижением в воде кислорода, потребляемого на окисление закисного железа. В кислой среде ионы железа проникают в ткани и действуют самостоятельно как токсины.

О величине токсических концентраций железа для рыб имеются разноречивые данные. Это связано с тем, что его токсичность во многом зависит от гидрохимического режима, особенно от рН, жесткости и других показателей. Для рыб более токсичны сернокислое и двухлористое железо, чем его окись и хлорное железо.

По данным одних авторов, острое отравление карпа, карася и леща происходит при концентрации хлорида и сульфата железа 4,3 — 6,4 мг/л. При рН воды 5 — 6,7 токсические концентрации железа для лосося, форели, щуки, плотвы и карпа снижаются до 1,0 — 2 мг/л. Гибель икры байкальского окуня отмечена при концентрации железа 0,52 мг/л в результате оседания на ее оболочке окиси железа. По данным Г. Д. Полякова, смертельные границы железа для карпов находятся на уровне 15 мг/л и выше. Железные квасцы вызывают гибель карпа и линя в концентрации 340 — 380 мг/л. При длительном воздействии низких концентраций железа понижается резистентность рыб к сапролегниозу.

Симптомы и патоморфологические изменения. При остром отравлении соединениями железа жабры, кожа рыб, а также оболочка погибшей икры покрываются бурым налетом. В жабрах, кроме того, отмечается распад эпителия и его десквамация.

Диагноз ставят на основании внешнего осмотра рыб и икры, результатов определения содержания железа в воде, отложения его на растительности и дне водоема.

Наиболее распространенный метод определения железа в воде — колориметрический с роданидом калия или аммония, а также с сульфосалициловой кислотой или орто-фенантролином.

Профилактика. Воду, богатую железом, можно использовать для рыбоводных целей после хорошей аэрации и пропускания ее через отстойники. Для рыбоводства в пресных водоемах допустимы концентрации общего железа 1 — 2 мг/л, закисного — не более 0,2 мг/л, в морских водах — 0,05 мг/л.

МАРГАНЕЦ (Mn)

Большое количество марганца и его соединений содержится в сточных водах марганцевых рудников, обогатительных фабрик, металлургических и некоторых химических заводов. В воде марганец присутствует в растворенной форме (сернокислые, хлористые и азотнокислые соли, перманганат калия — КМnO₄) и в виде нерастворимых гидроокисей. В концентрации 0,1 — 0,5 мг/л марганец изменяет органолептические свойства воды, придавая ей металлический вкус.

Токсичность. Соединения марганца менее токсичны для рыб, чем других тяжелых металлов. Токсическое действие марганца сходно с железом. Только влияние КМпO₄, являющегося сильным окислителем, отличается от действия ионов марганца. Летальная концентрация перманганата калия при экспозиции 24 ч составляет для окуневых 6 мг/л, а токсические границы его находятся в пределах 1 — 3 мг/л. Ракообразные (дафнии и циклопы) погибают при концентрации 1 мг/л КМпО₄.

По данным G. Schweiger, токсичны следующие концентрации хлористого марганца (при экспозиции 7 дней): для годовиков карпа — 600 мг/л, для ручьевой форели — 100, для радужной форели — 75 и линей — 1200 мг/л. Кормовые организмы погибают при 700 — 1000 мг/л. Шеперклаус отмечает, что гибель икры и рыбы от асфиксии наступала при отложении гидроокиси марганца в виде сплошного слоя.

Симптомы и патоморфологические изменения. Острое отравление солями марганца характеризуется беспокойством рыб, светлой окраской туловища, уменьшением чувствительности к раздражителям, атаксией. Кожа и жабры рыб, погибших от отравления перманганатом калия, приобретают буро-коричневую окраску. Гистологическими исследованиями устанавливают дистрофию, некробиоз и слущивание эпителия жаберных лепестков и кожи.

При хроническом отравлении соединения марганца действуют как протоплазматические яды, вызывая тяжелые изменения в нервной системе, почках и органах кровообращения.

Диагноз. Для определения общего содержания всех форм марганца в воде рекомендован колориметрический метод, в котором марганец окисляют да перманганата персульфатом. В биоматериале марганец определяют после озоления с перйодатом калия. При отравлении рыб Ludemann находил в их теле 260 — 370 мг Mn/кг. Естественное содержание марганца (по сухому веществу) у сазана, судака, леща и плотвы составляет во внутренних органах 5 — 20 мг/кг, мышцах 3 — 6 мг/кг и чешуе 300 — 700 мг/кг сухого вещества.

Профилактика основана на недопущении повышенного загрязнения водоемов марганцем путем эффективной очистки сточных вод, а также строгим соблюдением дозировок при применении перманганата калия в ихтиопатологии, Рыбохозяйственная ПДК марганца не установлена.

ХРОМ (Сг)

Соединения хрома встречаются в сточных водах многих промышленных предприятий, производящих хромовые соли, ацетилен, дубильные вещества, анилин, линолеум, бумагу, краски, пестициды, пластмассы и др.

В воде встречаются трехвалентные катионы хрома в составе его сульфатов, хлоридов и нитратов или шестивалентный хром в виде анионов гидрохромата (HCrO′₄) и хромата (СгО″₄). В воде растворяются хлориды, нитраты и сульфаты хрома, хроматы и бихроматы натрия, калия, аммония.

Токсичность. Помимо специфического токсического действия ионов хрома, его соединения (хромовая кислота и бихроматы) влияют на рыб косвенно, снижая рН воды. С повышением жесткости воды токсичность хромовых соединений снижается.

Для рыб и других гидробионтов более токсичны соединения трехвалентного хрома, чем шестивалентного. Так, сернокислый хром вызывает гибель колюшки в концентрации 2 мг/л, карася — 4,0 мг/л и окуня — 7,46 мг/л хрома. Смертельные концентрации хромата и бихромата калия: для форели — 50, окуня — 75, карпа и карася — 37,5 — 52 мг/л.

Хром аккумулируется в жабрах, печени и почках.

Симптомы и патоморфологические изменения. При остром отравлении соединениями хрома рыбы обильно покрываются слизью и погибают от асфиксии, которая развивается за счет распада и слущивания респираторного эпителия жабр. Поражается и эпидермис кожи. Хроническое отравление шестивалентным хромом сопровождается скоплением в брюшной полости оранжево-желтой жидкости.

Диагноз ставят на основании клинико-анатомической картины отравления и определения содержания хрома в воде и органах рыб. Для этого применяют колориметрический метод с дифенилкарбазидом. При этом учитывают фоновое содержание хрома в организме рыб, сравнивая его с контролем от здоровых рыб.

Профилактика. Рыбохозяйственная ПДК хромолана — 0,5 мг/л, калия двухромовокислого — 0,05 мг/л, хромовых квасцов — 0,01 мг/л, хрома (шестивалентного) — 0,001 мг/л. Допустимые остаточные количества хрома в рыбных продуктах — 0,3 мг/кг.