Токсикозы рыб, вызываемые минеральными ядовитыми веществами

Грищенко Л.И., Акбаев М.Ш., Васильков Г.В. Болезни рыб и основы рыбоводства — M.: Колос, 1999. — 456 c.

 

Токсикозы рыб, вызываемые минеральными ядовитыми веществами

 

Тяжелые металлы и их соединения

 

Тяжелые металлы — широко распространенные промышленные загрязнители. Они поступают в водоемы из естественных источников (горных пород, поверхностных слоев почвы и подземных вод), со сточными водами промышленных предприятий и атмосферными осадками, которые загрязняются дымовыми выбросами.

Тяжелые металлы как микроэлементы постоянно встречаются в естественных водоемах и органах гидробионтов. В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня.

Тяжелые металлы довольно устойчивы. Поступая в водоемы, они включаются в круговорот веществ и подвергаются различным превращениям. Неорганические соединения связываются буферной системой воды и переходят в слаборастворимые гидроксиды, карбонаты, сульфиды и фосфаты, а также образуют металлооргани-ческие комплексы, адсорбируются донными осадками. Под воздействием живых организмов (микроорганизмов и др.) ртуть, олово, мышьяк подвергаются метилированию, превращаясь в более токсичные алкильные соединения. Кроме того, металлы способны накапливаться в различных организмах и передаваться в возрастающих количествах по трофической цепи. Особенно опасны ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, так как они, поступая с пищей в организм человека и высших животных, могут вызывать отравления. Коэффициент материальной кумуляции у них колеблется от сотен до нескольких тысяч.

Считают, что большая часть неорганических соединений металлов поступает в организм рыб с пищей. Через жабры и кожу проникают растворимые диссоциирующие соли и металлоорганические соединения.

Антропогенные источники многократно (в 2—13 раз) повышают концентрацию тяжелых металлов в воде. С этим четко коррелирует содержание металлов в органах рыб.

Токсическое действие большинства тяжелых металлов на рыб обусловлено их ионами. Концентрированные растворы их солей, обладая вяжуще-прижигающим действием, нарушают функции органов дыхания. Проникая в организм, они нарушают проницаемость биологических мембран, снижают содержание растворимых протеинов, связываются с сульфгидрильными и аминогруппами белков, вызывая падение активности ферментов. С повышенным загрязнением морской воды соединениями титана, кадмия, хрома идругих металлов связывают образование у рыб (трески, ершоватки и др.) опухолей и язвенной болезни.

По степени токсичности и опасности для гидробионтов тяжелые металлы можно расположить в следующий ряд (в порядке ее снижения) : ртуть—кадмий—медь—цинк—свинец—олово—хром—мышьяк—никель—кобальт.

 

Соединения ртути наиболее токсичны для рыб и гидробионтов.

 

Среднесмертельные концентрации хлорида ртути при остром отравлении составляют для радужной форели 0,21 мг/л, карпа и карася 0,4—0,6 мг/л. Органические соединения ртути примерно в 10 раз токсичнее. Так, смертельные концентрации метилмеркур-хлорида, этилмеркурхлорида, фенилацетата, этилмеркурфосфата составляют для радужной форели 0,037—0,07 мг/л, для карповых рыб — 0,05-0,08 мг/л.

Хроническое отравление рыб развивается при длительном воздействии концентраций, составляющих 75—'/20 СК50. При этом в органах рыб и в кормовых организмах накапливается значительное количество ртути, превышающее ее концентрации в воде в сотни и тысячи раз. Поглощение органической ртути происходит в 10 раз быстрее, чем неорганической. Поэтому в гидробионтах она составляет около 90—100 \% общего содержания ртути.

При остром отравлении ртуть концентрируется в основном в жабрах, мускулатуре и почках, а при хроническом — в почках, печени, головном мозге и кишечной стенке. Острое отравление карпов и форели ртутью наступает при содержании в органах 3,5— 10 0 мг/кг, хроническое — при 37,0 мг/кг во внутренних органах и 3,6—6,8 мг/кг в мускулатуре. Период выведения из организма рыб неорганической ртути составляет около 4 мес, органической — 8— 12 мес.

Среднесмертельные концентрации кадмия для лосося, форели и карпа в мягкой воде составляют 0,05—0,24 мг/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. Хроническое отравление форели, сопровождающееся накоплением кадмия в жабрах, печени и почках до 3,0—16,0 мг/кг, наступает при концентрациях более 0,01 мг/л в течение 10—20 нед.

Из соединений меди для гидробионтов наиболее токсичны сульфаты, хлориды и нитраты.

Среднесмертельные концентрации (СК50) сульфата меди (по катиону меди) при остром отравлении составляют для радужной форели в мягкой воде 0,02—0,1 мг/л, в жесткой воде 0,58—1,0 мг/л, для карпа и других карповых в мягкой воде — 0,28—1,0 мг/л, окуня — 0,6 мг/л. Токсичность нитратов и хлоридов меди находится примерно на том же уровне. Хроническое отравление рыб отмечают при '/10 СК50=1 и более. При кратковременном действии этих концентраций повышается восприимчивость радужной форели и чавычи к вибриозу.

Соединения цинка менее токсичны, чем меди. Остротоксичные концентрации ионов цинка составляют для молоди форели 0,4 мг/л, молоди карпа и колюшки — 0,5 мг/л; среднесмертельные (экспозиция 96 ч) для ушастого окуня — 3,2 мг/л и тиляпии — 1,6 мг/л. Хроническое отравление молоди форели наступает через 26 сут при концентрации 0,01 мг2п/л.

Соединения свинца и олова вызывают летальный эффект при концентрациях (в пересчете на катионы) свинца 0,53—1,0 мг/л, олова 0,78-1,0 мг/л.

Смертельные концентрации мышьяковистого ангидрида составляют для форели и окуня 15,0—19,0 мг/л, карася и карпа — 19,0— 25,0 мг/л.

При остром отравлении мышьяк концентрируется в жабрах и во внутренних органах, а при хроническом, кроме того, — в костях, чешуе и головном мозге.

Для рыб и других гидробионтов более токсичны соединения трехвалентного хрома, чем шестивалентного. Так, сульфат хрома вызывает гибель колюшки при концентрации его 2,0 мг/л, карася — 4,0 мг/л и окуня — 7,46 мг/л в пересчете на катион хрома. Смертельными концентрациями хромата и бихромата калия являются для форели 50,0 мг/л, окуня 75,0, карпа и карася 37,5—52,0 мг/л. Хром аккумулируется в жабрах, печени и почках.

Соединения никеля и кобальта наименее токсичны для рыб. Летальные концентрации при остром отравлении для разных видов рыб составляют (в пересчете на катионы) хлорида никеля 30— 60 мг/л, хлорида кобальта 35—125 мг/л.

Симптомы и патологоанатомические изменения. Острые отравления рыб солями тяжелых металлов протекают однотипно и проявляются вначале резким возбуждением, учащением дыхания, нарушением координации движений. Затем наступает стадия угнетения, дыхание замедляется и рыбы погибают от удушья. При этом кожа и жабры часто покрываются беловатым налетом коагулированной слизи.

При хроническом течении интоксикации симптомы отравления появляются в поздние сроки и проявляются тяжелыми нарушениями функций нервной системы: толчкообразным движением рыб, судорожными сокращениями плавников, а затем полным угнетением рыб. Нередко отмечают истощение рыб. При патологоморфо-логическом исследовании устанавливают дистрофические и не-кробиотические изменения в жабрах, печени, почках, селезенке, гонадах и других органах. При отравлении ртутью сильно пор ажены нервные клетки головного мозга.

Диагностика. Отравления рыб тяжелыми металлами диагностируют комплексно на основании симптомов интоксикаций, патоло-гоморфологических изменений и обязательного определения отдельных элементов в воде и органах рыб. Для определения тяжелых металлов применяют методы атомно-абсорбционной спектроскопии, хроматомасс-спектрометрии и др. При оценке данных химического анализа учитывают фоновое содержание тяжелых металлов в воде и рыбе из исследуемого региона.

Профилактика. Для профилактики отравлений рыб тяжелыми металлами необходимо соблюдать установленные регламенты сброса сточных вод с предприятий, совершенствовать очистку стоков, а также регулярно контролировать уровень содержания металлов в воде и рыбе из загрязняемых водоемов. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в пресных рыбохозяйствен-ных водоемах составляют: ртути — отсутствие, кадмия 0,005 мг/л, меди 0,001, цинка 0,01, свинца 0,1, олова 0,66, никеля 0,01, кобальта 0,01 мг/л; в морских водоемах —ртути 0,0001 мг/л, меди 0,005, цинка 0,05, свинца 0,01, кобальта 0,005 мг/л.

Галогены и их соединения

Свободный хлор и его соединения (хлорамин, хлорная известь) широко используют в текстильной и бумажной промышленности, а также в качестве дезинфектантов в медицине и ветеринарии. В водоемы он может поступать с хлорированными промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, а также с хлорной известью, применяемой в ихтиопатологии для дезинфекции водоемов и антипаразитарной обработки рыб.

Токсичность. В воде растворенный хлор присутствует в составе недиссоциированной хлорноватистой кислоты (НОС1) и ионов ги-похлорита (ОСГ), которые разлагаются с выделением атомарного кислорода и иона хлора. Хлор в виде НОС1 более токсичен, чем ион гипохлорита.

Токсичность хлора тесно связана с температурой воды. Средне-смертельная концентрация активного хлора при температуре 1,5— 5,0 "С и экспозиции 24 ч составляет для сеголетков карпа 5,6 мг/л, пестрого толстолобика 3,5 и белого амура 2,9 мг/л. При температуре 15—20 °С они вызывают гибель карповых рыб через 1—2 ч.

Постоянно поддерживаемые концентрации хлора 0,6—0,7 мг/л при 18—20 °С губительны для карпов и карасей в течение 1 сут, 0,4 мг/л — в течение 7 сут. Хроническое отравление большинства карповых рыб наступает при концентрациях хлора 0,02—0,2 мг/л.

Лососевые рыбы особенно чувствительны к хлору. Острое отравление молоди кумжи, радужной форели, лосося и гольца наступает в течение 2—3 сут при концентрациях хлора 0,06—0,1 мг/л; СК50для взрослого кижуча составляет 0,1 мг/л; максимально переносимой концентрацией для них является 0,005 мг/л.

Аммонийные соединения хлора менее токсичны. Среднесмер-тельной концентрацией монохлорамина для радужной форели является концентрация 0,8 мг/л. Хлорид аммония вызывает гибель карпов, раков и беспозвоночных при концентрации 1,2 мг/л, более чувствительных рыб — при 0,4 мг/л.

Симптомы и патологоанатомические изменения. Хлор обладает местно-раздражающим действием на жабры и кожу, а при всасывании в кровь вступает в прочную связь с SH-группами и необратимо блокирует активность тиоловых ферментов.

Высокие концентрации хлора вызывают вначале сильное возбуждение рыб: они выпрыгивают из воды, совершают круговые движения, перевертываются на бок; у них отмечают судорожные подергивания плавников и хвостового стебля. Затем наступает фаза угнетения и паралича, рыба становится малоподвижной, лежит на дне. Поверхность тела и жабры обильно покрыты слизью, по краям плавников и жаберных лепестков видны белые полосы шириной 2—3 мм. При гистологическом исследовании обнаруживают отек тканей, дистрофию, некробиоз и слущивание респираторного эпителия жабр и эпидермиса кожи. Слизистые клетки сильно гипертрофированы.

При воздействии низких концентраций внешние признаки отравления менее заметны. Однако в жабрах отмечают сильный отек и дегенеративно-некробиотические изменения.

Диагностика. Диагноз ставят на основании клинических признаков, патологоморфологических изменений и результатов определения в воде активного хлора йодометрическим методом. В органах рыб хлор не обнаруживается.

Профилактика. Для рыбоводных целей необходимо использовать дехлорированную воду; наличие свободного хлора не допускается.

Сточные воды освобождают от хлора аэрацией, пропускают через отстойники или установки-дехлораторы. Хлорную известь необходимо вносить в рыбоводные пруды осторожно в виде известкового молока, равномерно разбрызгивая его по всему водному зеркалу. Для противопаразитарной обработки рыб известь применяют только после определения содержания активного хлора.

Фтор может поступать со сточными водами предприятий стекольной, металлургической, апатитонефелиновой промышленности, заводов по производству цемента, суперфосфата, инсектофунгицидов, антисептиков для древесины, а также со смывами с сельскохозяйственных полей, обработанных удобрениями.

Из соединений фтора наиболее распространены фторид и крем-нефторид натрия, плавиковая кислота и др.

Токсичность. Фториды и кремнефториды относятся к группе средне- и малотоксичных для рыб соединений. Поскольку фтор легко связывается с кальцием, с повышением жесткости воды токсичность фторидов резко понижается.

Смертельная концентрация кремнефторида натрия в мягкой водопроводной воде для карпа равна 22 мг/л (12,5 мг/л фтор-иона), фторида натрия для карпа — 600 мг/л (157,5 мг/л фтор-иона) и форели — 200 мг/л. Границей выживаемости карпов в растворах плавиковой кислоты является 6,0 мг/л фтор-иона.

Хроническое отравление карпов наступает при концентрации фторида натрия 50,0 мг/л и кремнефторйстого натрия 15,0 мг/л. Высокая смертность морских гидробионтов (моллюсков, криля и камбалы) отмечена при концентрации 50—100 мг/л фтор-иона в морской воде.

Симптомы и патологоморфологические изменения. Фторсодержа-щие соли — протоплазматические яды, действующие в основном на различные ферменты, а также на углеводный обмен и тканевое дыхание. Кроме того, фтор связывает кальций, что приводит к нарушению кальциевого и фосфорного обмена.

При остром отравлении они действуют в основном на нервную систему и на жабры. Симптомы острого отравления характеризуются возбуждением, повышенной подвижностью рыб, учащением дыхания, потерей равновесия и координации движений, а также судорожными подергиваниями плавников и хвостового стебля. Иногда отмечаются ерошение чешуи, экзофтальмия, покраснение брюшка в области плавников. При воздействии кремнефтористого натрия тело рыб покрывается белым налетом свернувшейся слизи, по краям плавников появляются светлые полосы.