Akvakultūras ūdens kvalitāte
PrintētAndis Mitāns, Dr.biol.
Latvijas Zivju resursu aģentūra
Akvakultūra ir zivju, vēžu un citu hidrobiontu kultivēšana ar metodēm, kas paaugstina to ražību virs dabiskā līmeņa attiecīgajos vides apstākļos. Akvakultūrai ir daudz un dažādu veidu un formu, taču vairums no tām paredz objektu kultivēšanu lielā blīvumā, kas pat tūkstošiem reižu pārsniedz dabiskajos apstākļos sastopamo.
Liela blīvuma akvakultūrā pieaug prasības ūdens kvalitātei. Akvakultūrā izmantojamā ūdens kvalitāti nosaka ne tikai tā ieplūdes sākotnējie parametri, bet arī izmaiņas pašā audzēšanas sistēmā, kurā nonāk zivju un citu hidrobiontu barības atliekas, ekskrementi un vielmaiņas produkti.
No akvakultūras viedokļa vērtējot, galvenie ūdens kvalitātes rādītāji ir temperatūra, kopējais sāļums, izšķīdušais skābeklis un ogļskābā gāze, pH (aktīvā reakcija), slāpekļa savienojumu, fosfora, dzelzs, un dažu citu ķīmisko elementu, neorganisko un organisko vielu daudzums. Vairums šo primāro rādītāju ir saistīti vienotā hidroķīmiskā sistēmā, kuru raksturo arī ar atvasinātiem lielumiem: ūdens cietību, sārmainību, duļķainību, krāsainību u.c.
Sāļums
Ūdenī izšķīdušie minerālsāļi uztur zivju organismā noteiktu osmotisko
spiedienu, kas nodrošina orgānu galvenās funkcijas: no vienas puses-
barības vielu uzsūkšanos asinīs cauri zarnu sieniņām, no otras puses-
atbrīvošanos no vielu maiņas produktiem, izvadot tos gan caur nierēm ar
urīnu, gan caur žaunām.
Jūras ūdenim sāļums ir daudz lielāks nekā zivs ķermeņa šķidrumam. Šādos
apstākļos jūras sāļi difūzijas ceļā pāriet zivs organismā, bet ūdens no tā
tiek izspiests. Līdz ar to jūras zivis „spiestas” dzert lielu apjomu sāļā
ūdens un izvadīt urīnu ar ļoti augstu sāļu koncentrāciju. Saldūdens zivīm
sāļu regulācija ir tieši pretēja, jo sāls pastāvīgi tiek zaudēts caur
žaunām, bet liels ūdens daudzums organismā iespiežas caur ādu un žaunām.
Saldūdeņu zivju organisms nemitīgi strādā, lai lieko ūdens daudzumu
izvadītu caur nierēm. Dažu slimību un stresa rezultātā sāļu regulācijas
mehānisms var tikt traucēts, tāpēc saldūdens zivīm gan profilaktiskos
nolūkos, gan transportēšanas laikā ūdenim mēdz pievienot nedaudz sāli.
Dažādos ūdeņos var būt dažāds izšķīdušo sāļu daudzums un sastāvs. Jūras
ūdenī galvenokārt ir hlorīda sāļi, bet saldūdeņos- ogļskābes un sērskābes
sāļi. Kopējais sāļu saturs jūras ūdenī ir augsts, okeānos sasniedzot 35‰
(vai g/l), bet Baltijas jūrā 10-14 ‰. Rīgas jūras līča piekrastes ūdeņu
sāļums ir tikai 2-4 ‰. Saldūdeņos dažādu sāļu kopējā koncentrācija parasti
ir 0,1- 0,3‰, retāk- 0,5‰. Dažkārt ūdens sāļumu raksturo ar tā elektro-
vadāmību.
Vairums zivju un citu ūdens organismu ir piemērojušies tikai noteiktam
ūdens sāļuma līmenim. Tādas sugas sauc par stenohalīnām. Piemēram, menca
nobeigsies saldūdenī, bet platspīļu vēzis- jūras ūdenī. Tomēr daudzas
akvakultūrā izmantojamās zivju sugas šajā ziņā ir plastiskas jeb
eurihalīnas, spējīgas piemēroties plašam ūdens sāļuma diapazonam.
Piemēram, zandarti barojas un pat nārsto jūras piekrastes zonā līdz 3,5‰
sāļā ūdenī.
Ceļotājzivīm attieksme pret ūdens sāļumu krasi mainās organisma attīstības
gaitā. Zināms, ka Baltijas lašu nārsts un mazuļu dzīves pirmie gadi notiek
tikai saldūdenī- upēs, bet migrācija uz jūru saistīta ar t.s.
smoltifikācijas stadiju, kuras laikā mainās laša mazuļu osmoregulācijas
mehānisms. Arī varavīksnes foreļu efektīvai reprodukcijai nepieciešams
saldūdens, taču vēlākajās stadijās tās sekmīgi kultivē gan saldūdeņu, gan
jūras ūdeņu akvakultūrā.
Sālsūdens visumā stimulē zivju vielu maiņu un palielina augšanas tempu.
Ūdens sāļumam ir tieša sakarība ar optimālo temperatūru zivju augšanai:
pie augsta sāļuma vēlama arī augstāka temperatūra.
1980-tos gados Ragaciemā un citās Latvijas vietās tika veikti eksperimenti
par sāļo un silto t.s. ģeotermālo minerālūdeņu izmantošanu akvakultūrā,
galvenokārt varavīksnes foreļu kultivēšanai ziemas sezonā. Ģeotermālo
ūdeni ieguva no apmēram 300 m dziļiem urbumiem (no tā saucamā Pērnavas
ģeoloģiskā horizonta), kur tā sāļums ir ap 5‰ un visu gadu nemainīga
temperatūra - ap 13oC. Tie ir hlorīda-nātrija sāļu ūdeņi, ar šādā dziļumā
neizbēgamo sulfīdu, broma, dzelzs, mangāna, sēra un citu nevēlamu vielu
piejaukumu. Pēdējais faktors noteica šo eksperimentu neveiksmi, jo izsauca
ne tikai vielmaiņas un citus traucējumus zivīm, bet radīja arī virsūdeņu
un vides piesārņojumu ar dažādiem elementiem un minerālsāļiem. Ja
mūsdienās siltos pazemes ūdeņus mēģinātu izmantot akvakultūrā tiešā veidā,
nāktos rēķināties ar prasību gala notekūdeņus attīrīt no bioloģiskā
piesārņojuma un tad iesūknēt atpakaļ zemes dzīlēs. Jāatzīst, ka tādam
akvakultūras projektam nav tehniski-ekonomiska pamatojuma.
1980-tos gados Latvijā sāka attīstīties arī preču foreļu audzēšana tieši
sāļajā jūras ūdenī, izmantojot Rīgas jūras līcī novietotus linuma sprostus
(galvenokārt pie Kolkas-Rojas, vienu sezonu arī pie Carnikavas). Šāda
veida foreļu marikultūra kopumā bija neveiksmīga vairāku iemeslu dēļ: 1)
sprosti nebija pietiekoši izturīgi pret vētru un viļņiem; 2) vēju dēļ
krasi mainījās aukstā dziļūdens un siltā piekrastes ūdens uzplūdi un
atplūdi, kas zivīm izsauca stresu; 3) foreles cieta no specifiskām
infekcijas slimībām. Pēdējie divi faktori bija neveiksmju cēlonis arī
foreļu baseinu fermai Kaltenē, kurā ūdeni sūknēja no Rīgas jūras līča
piekrastes seklūdens zonas.
Temperatūra
Ūdens temperatūra ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē zivju
dzīves apstākļus un labturību. Zivis ir aukstasiņu organismi un uztur
aptuveni tādu pašu temperatūru, kāda ir apkārtējai videi. Ūdens
temperatūra ietekmē zivju uzvedību, barošanos, augšanu un vairošanos.
Zivju vielmaiņas rādītāji dubultojas līdz ar temperatūras celšanos par
katriem 10°C.
Parasti zivis iedala siltūdens, mērenā ūdens un aukstūdens sugās,
balstoties uz to augšanai un attīstībai optimālo temperatūru, kas
attiecīgi ir 25 – 32ºC, 19 – 24ºC un 13 – 18ºC. Latvijas dabiskās
ūdenstilpes pēc temperatūras režīma ir samērā vēsas un nav piemērotas
tipisko siltūdens akvakultūras objektu mākslīgai pavairošanai un
intensīvai kultivēšanai. Siltūdeņu grupas pazīstamākie pārstāvji ir kanāla
sami, tilapijas, barramundi, tīģergarneles, kā arī vairākas augēdājas
zivis: amūri un platpieri. Pēdējās tiek ievestas arī Latvijā audzēšanai
dīķos, taču mūsu dabiskajos apstākļos tās pašas nevairojas, jo ūdens
temperatūra ir par zemu.
Karpu zivis, stores, zandarts un vairums citi Latvijas dīķsaimniecībās
kultivētie objekti, tajā skaitā arī platspīļu vēži, ekoloģiski pieder
mērenā termiskā režīma grupai, Piemēram, parasto preču karpu kultivēšanai
optimāla ir ūdens pastāvīga temperatūra ap 22oC, bet vēžiem- ap 20oC.
Tomēr praksē vairums šo ”mēreno” objektu ir visai plastiski, spējīgi
pielāgoties arī ūdenim ar temperatūru 15º- 29ºC .
Aukstūdens objekti aptver visas lašu un foreļu sugas. Latvijā visvairāk
kultivētā aukstūdens suga ir varavīksnes forele, kuras augšanai optimālā
temperatūra ir 16 – 18°C. Foreles gan aug arī pie temperatūras līdz 21oC,
bet tad krasi pieaug to saslimstības riski.
Dīķsaimniecībā temperatūra spēlē galveno lomu arī fizikālajos procesos, ko
sauc par ūdens stratifikāciju jeb noslāņošanos. Vasaras sezonā dīķos
sasilušā ūdens virskārta ir relatīvi vieglāka nekā vēsākais un stabilais
piedibeņa slānis. Tādas stratifikācijas rezultātā ūdens cirkulācija tiek
traucēta. Apakšējā slānī krītas izšķīdušā skābekļa līmenis, jo tur ir
samazināta fotosintēze un nav kontakta ar atmosfēras gaisu. Skābekli vēl
samazina atkritumu produktu oksidēšanās un sadalīšanās. Ūdens noslāņošanās
var ilgt vairākas nedēļas un lai to novērstu, nepieciešams nodrošināt
svaiga ūdens pieteci dīķa piedibenī vai arī pielietot mehānisko aerāciju.
Dīķu aerācija noder arī ziemā, jo aiztur ledus segas veidošanos un
bagātina ūdeni ar skābekli. Ziemā turpinās arī dažādu bioloģisko un
ķīmisko vielu noārdīšanās procesi. Trūkstot skābeklim, tādas gāzes kā
oglekļa dioksīds, sērūdeņradis un metāns var veidot zivīm bīstamas
koncentrācijas, jo īpaši- ziemas beigās un agrā pavasarī.
Skābeklis
Akvakultūrā skābekli (O2) izmanto ne tikai zivis un daudzi citi
hidrobionti, bet noteiktos apstākļos pat fitoplanktons. Intensīvā
akvakultūrā parasti nepieciešama ūdens papildu aerācija, lai nodrošinātu
arī nitrificējošo (slāpekli noārdošo) baktēriju darbību zivju ekskrementu
un citu organisko atkritumu sadalīšanās procesā. Skābekli patērē arī
tiešie bioķīmiskie un ķīmiskie dažādu vielu oksidēšanās procesi.
Skābeklis ūdenī rodas divējādi: difūzijas ceļā- no atmosfēras un
fotosintēzes rezultātā- no fitoplanktona u.c. ūdens augiem. Skābekļa
daudzums, kas var izšķīst ūdenī, atkarīgs galvenokārt no ūdens
temperatūras, kā arī no atmosfēras spiediena un sāļuma. Skābekļa šķīdamība
ūdenī vislielākā (14,6 mg/l) ir pie 0oC temperatūras, bet samazinās līdz
ar temperatūras paaugstināšanos, sāļuma palielināšanos, kā arī
pazeminoties atmosfēras spiedienam, piem., augstkalnu apstākļos.
Ja atmosfēras spiediens ir normāls (760 mm), tad pie noteiktas
temperatūras ūdenī jābūt dabiski izšķīdušam attiecīgam skābekļa daudzumam
un tādu ūdeni raksturo kā 100% piesātinātu ar skābekli. Atsevišķos
gadījumos intensīvas fotosintēzes, vai arī mākslīgās oksigenācijas
rezultātā izšķīdušā skābekļa daudzums var pārsniegt normālo. Ar skābekli
pārsātināts ūdens rada zivīm stresu, bet attiecīgo negatīvo ietekmi sauc
par hiperoksiju. Nepietiekoša skābekļa daudzuma izraisīto zivju slāpšanu
sauc par hipoksiju.
Skābekļa, tāpat kā citu gāzu koncentrāciju ūdenī izsaka miligramos uz
vienu litru - mg/l (vai ppm: no angliskā - parts per million). Ūdenī
izšķīdušās gāzes daudzuma novērtējumam lieto gan absolūto lielumu- mg/l,
gan arī piesātinājuma pakāpi procentos (%), kas tiek koriģēta atkarībā no
temperatūras. Piemēram, pie 14oC normāls (100%) skābekļa piesātinājums
saldūdeņos ir 10,3 mg/l, bet pie 22oC- 8,7 mg/l. Attiecīgās piesātinājuma
aprēķina tabulas ir atrodamas dažādās rokasgrāmatās. Arī mūsdienīgie
skābekļa noteikšanas instrumenti uzrāda ūdenī īzšķīdušā skābekļa daudzumu
gan mg/l, gan % no iespējamā piesātinājuma pie attiecīgās temperatūras.
Zivīm nepieciešamais patērētā skābekļa daudzums ir atkarīgs no attiecīgās
ekoloģiskās grupas, ķermeņa izmēra, kustībām, barošanās, nārsta un citām
aktivitātēm, kā arī no ūdens temperatūras. Zivis ar ātru peldspēju patērē
vairāk skābekļa nekā lēnās peldētājas. Mazām zivīm ir paātrināta
vielmaiņa, tāpēc tās patērē vairāk skābekļa nekā lielās zivis. Visām zivju
grupām līdz ar temperatūras kāpumu pieaug prasības pēc skābekļa.
Tām zivīm, kas ekoloģiski un fizioloģiski piemērojušās dzīvei aukstā
ūdenī, ir vajadzīgs vairāk skābekļa nekā siltūdeņu zivīm. Foreles un citas
lašveidīgās ir daudz prasīgākas pret skābekļa līmeni nekā karpu zivis un
pārējās siltūdeņu sugas. Akvakultūras pieredze liecina, ka pirmajai zivju
grupai, kā arī platspīļu vēžiem, nepieciešamais ūdenī izšķīdušā skābekļa
līmenis ir vismaz 6-8 mg/l ( piesātinājums 80-70%, mērot attiecīgi
pieteces un izteces ūdeni), bet otrajai- 3-5 mg/l (ap 50 %). Dažas
siltūdens sugas, piemēram, karpas un tilapijas spējīgas pielāgoties arī
skābekļa līmenim, kas daudz zemāks par optimālo. Karpu intensīvai augšanai
nepieciešamais skābekļa saturs ūdenī ir 6 mg/l, bet minimums izdzīvošanai-
1,2 mg/l, ziemā pat tikai 0,6 mg/l. Šajā ziņā neviena no aukstūdens sugām
nav tik izturīga un plastiska.
Tomēr, lai akvakultūrā sasniegtu labus zivju augšanas rezultātus, kā arī
saimnieciskos un labturības rādītājus, skābeklis jāuztur optimālā līmenī.
Ūdens mākslīgu bagātināšanu ar skābekli var veikt ar dažādiem paņēmieniem.
Vienkāršākās aerācijas metodes ir gaisa un ūdens mehāniska jaukšana ar
rotējoša ūdens maisītāja, turbīnas, sūkņa un smidzinātāja Aerators-
lāpstiņritenis var paaugstināt skābekļa līmeni nelielā dīķi (1 ha) dažu
stundu laikā par apmēram 2 mg/l. Dīķsaimnniecībās aeratorus ieslēdz
galvenokārt naktīs, kad pārtrūkst fotosintēze un skābeklis nokrītas zem 4
mg/l, bet lielo baseinu intensīvās kultūrās tos lieto nepārtraukti.
Akvakultūras ūdens bagātināšanai pielieto arī tīru skābekli. Parasti
izmanto rūpnieciski iegūtu un balonos sapildītu sašķidrināto skābekli,
kuru ievada visā ūdens padeves sistēmā vai arī atsevišķās audzēšanas
tvertnēs. Iekārtas skābekļa padevei ūdenī sauc par oksigenatoriem, bet
speciālos porotos uzgaļus- par difuzoriem. Savukārt iekārtas gāzveida
skābekļa ieguvei tieši no gaisa, atdalot to ar molekulārā mebrānas filtra
palīdzību, sauc par oksiģeneratoriem. Oksiģeneratoru var uzstādīt tieši
pie akvakultūras baseiniem u.c. iekārtām.
Organiskās un ķīmiskās vielas
Organiskās vielas ūdenī rodas sadaloties augu un dzīvnieku atliekām, bet
akvakultūras iekārtās- arī no zivju ekskrementiem un mākslīgās barības
paliekām. Zivīm un vēžiem liels organisko vielu daudzums ūdenī ir bīstams
galvenokārt sakarā ar lielo skābekļa patēriņu to sadalīšanās procesā.
Organisko vielu koncentrāciju ūdenī mēra ar to oksidēšanai nepieciešamo
skābekļa daudzumu (5 dienās pie 20oC). Šo rādītāju sauc par bioloģisko
skābekļa patēriņu: BSP5, mg/l. Akvakultūrai izmantojamā ūdenī tas vēlams
līdz 10 mg/l.
Dažādu ķīmisko vielu kopējā daudzuma novērtēšanai ūdenī lieto līdzīgu
rādītāju- ķīmisko skābekļa patēriņu: ĶSP. Akvakultūrā tā normatīvs ir līdz
70 mg/l.
Slāpeklis un tā savienojumi
Ūdenī slāpeklis (N) sastopams izšķīdis, kā arī dažādu organisko un
neorganisko vielu un savienojumu veidā. Ūdenī izšķīdušais slāpeklis it kā
ir indiferents zivīm un citiem akvakultūras objektiem. Taču slāpekļa
šķīdamība ir daudz labāka kā skābeklim un dažām citām gāzēm, tāpēc ūdenī
viegli rodas slāpekļa pārsātinātība, piemēram, dziļās ūdenstilpēs, pazemes
avotos, kā arī organisko vielu sadalīšanās rezultātā. Ar slāpekli
pārsātināts ( 110 % un vairāk) ūdens ir zivīm ļoti bīstams, jo nokļūstot
to organismā un pazeminoties spiedienam, tas izdalās burbulīšu (pūslīšu)
veidā, kas var būt redzami uz galvas zem ādas, acīs vai starp spuru
stariem. Tādu sindromu sauc par gāzes pūslīšu slimību. Burbulīši var
sasniegt sirdi vai smadzenes, izsaucot zivju mirstību.
Slāpekli saturošām organiskām vielām sadaloties, ūdenī rodas dažādas
slāpekļa formas. Zivīm nāvējoši toksisks pat niecīgos daudzumos (virs 0,02
mg/l) ir nejonizētais amonjaks NH3, kas parasti gan nav noturīgs un tā
saucamo nitrificējošo baktēriju darbības rezultātā oksidējas mazāk
toksiskajos nitrītu jonos ( NO2’) un tālāk- netoksiskajos nitrātu jonos
(NO3’). Amonjaks var arī tieši jonizēties par netoksisko NH4+, ja vien
ūdens nav izteikti sārmains.
Slāpekļa indīgās formas izveidojas pārsvarā pie augstas ūdens temperatūras
(virs 25oC) un augsta pH (virs 8). Sārmainā ūdenī katra pH tālāka
pieauguma vienība palielina toksisko slāpekļa jonu koncentrāciju apmēram
10 reizes.
Nitrītu komponents zivīm ir nāvējošs dažu dienu ilgā ekspozīcijā sākot no
apmēram 0,5 mg/l, vēžiem- 0,1mg/l. Nitrātu saturs ūdenī pieļaujams daudz
lielāks- ap 3 mg/l. Ūdens ķīmiskajās analīzēs dažkārt visas amonjaka
formas tiek noteiktas kā "kopējais amonjaks".
Par zivju saindēšanos ar nitrītu liecina tā saucamais brūno asiņu
sindroms. Nitrīti reaģē ar hemoglobīnu, iekrāsojot to šokolādes krāsā, un
tas vairs nespēj pa organismu transportēt skābekli. Zivis slāpst, kaut gan
skābeklim ūdenī it kā vajadzētu pietikt. Pret šo sindromu efektīvs
līdzeklis ir parastā vārāmā sāls (NaCl), kas izspiež nitrītus no žaunām un
asinīm. Sāls deva ūdenī- ap 20 mg/l, turklāt tas papildu jābagātina ar
skābekli.
Ogļskābā gāze
Ogļskābā gāze jeb oglekļa dioksīds (CO2) ūdenī nonāk no atmosfēras, no
ūdens dzīvnieku elpošanas, kā arī sadaloties organiskām vielām. Oglekļa
dioksīds ūdenī var būt brīvā (izšķīdušā ) veidā, vai arī uz ogļskābes
pamata veidot karbonātus un bikarbonātus. Vasarā ogļskābo gāzi uzņem
ūdensaugi, tāpēc brīvā veidā tas ūdenī parasti ir maz. Palielināts ūdenī
izšķīdušās ogļskābās gāzes daudzums zivīm izsauc stresu un var traucēt
elpošanu. Praktiski gan tas novērojams tikai pie zivju transportēšanas vai
tieši izmantojot pazemes avotu ūdeņus, kā arī ūdens recirkulācijas
iekārtās. Akvakultūras dīķos CO2 maksimālā norma ir 5-10 mg/l, bet
baseinos un recirkulācijas iekārtās tā pieļaujama divreiz lielāka, ja vien
ūdens tiek pilnīgi piesātināts ar skābekli.
pH
Ar pH apzīmē ūdeņraža jona (H+) koncentrāciju ūdenī, kas nosaka tā skābumu
(maksimums 0) vai bāziskumu (maksimums 14). Neitrālam ūdenim ph ir 7 un
akvakultūrai pieņemamās robežas parasti ir no 6,5 līdz 9,0 pH (optimums
7,5-8,2). Atklātos ūdeņos pH cikliski mainās diennakts laikā apmēram 0,4
robežās, kas saistīts ar fotosintēzes procesa un ogļskābās gāzes patēriņa
vai izdalīšanas dabisko ritmu. Naktī izšķīdusī ogļskābā gāze (CO2) ūdeni
paskābina, jo īpaši tas manāms pirms rītausmas. Tāpēc pH minimums jāmēra
pirms rītausmas, bet maksimums-pēcpusdienā. Stipri palielinātas pH
fluktuācijas zivīm bojā žaunu bārkstiņas, izsauc stresu un paaugstina
saslimšanas risku
pH ir akvakultūras ūdens kvalitātes būtisks rādītājs, jo iespaido zivju
vielu maiņas un citus fizioloģiskos procesus. Skābā ūdenī, kurā pH ir zem
6,5, zivīm novēro žaunu pārklāšanos ar gļotām, bet vēžiem čaula kļūst
mīksta. Izmantošanai akvakultūras vajadzībām šādu ūdeni iespēju robežās
nepieciešams neitralizēt ar lauksaimniecības kaļķi. Savukārt izteikti
sārmains ūdens ar pH virs 9 ir bīstams ar amonjaka koncentrācijas
pieaugumu šādā vidē.
Sārmainība
Ūdens sārmainības līmenis norāda uz ūdens potenciālu neitralizēt skābes,
nepalielinoties pH. Ūdens sārmainību nosaka kā ogļskābes (H2CO3) sāļu:
karbonātu (CO3 -) un bikarbonātu (HCO3-) summu. Abi sāļi kopā ar kalciju
un magniju ir ūdens galvenā sastāvdaļa. Šī ir tā saucamā karbonātu buferu
sistēma, kas akvakultūras ūdeņiem ir ļoti būtiska. Dīķsaimniecībās ūdens
dabiskie karbonāti un bikarbonāti uzkrāj lieko oglekļa dioksīdu un novērš
pārlieku lielas pH diennakts svārstības. Ūdens recirkulācijas sistēmās,
kurās fotosintēze praktiski nenotiek, oglekļa dioksīda uzkrāšanos un
letālu pH kritumu novērš ar mākslīgi veidotu buferi, izmantojot kalcija
karbonātu (CaCO3) un nātrija bikarbonātu (Na2CO3).
Akvakultūras ūdeņiem nepieciešamais kopējais sārmainības minimums ir ap 20
mg/l.
Cietība
Ūdenī ir izšķīdušas dažādas neorganiskās minerālvielas, veidojot jonus,
kas piedod ūdenim īpašību, ko sauc par cietību. Cietību galvenokārt nosaka
kalcija un magnija, kā arī dzelzs, mangāna, alumīnija un citu jonu
līmenis. Tie kopumā ir nepieciešami gan zivju, gan to dabiskās barības
bāzes attīstībai. Cietība darbojas arī kā buferis tādiem toksiskiem
elementiem kā varš un cinks, taču ūdeņi ar pārlieku cietību akvakultūrai
neder. Tādi var būt pazemes avotu ūdeņi.
Vairumam akvakultūras objektu kultivēšanai atbilstoša ūdens cietība ir 50
līdz 300 mg/l (optimums ap 100 mg/l), nosakot to pēc kalcija karbonāta un
bikarbonāta (CaCO3 un HCaO3). Zemus cietības rādītājus var paaugstināt,
ūdenim pievienojot lauksaimniecības kaļķi.
Duļķainība
Ūdens duļķainības pakāpe saistīta ar tajā satopamo planktonu, zivju
izdalījumiem, zivju neapēsto barību vai arī suspendētām māla daļiņām.
Vairums stāvošā ūdenī nokļuvušo cieto daļiņu ar laiku nosēžas ūdenstilpes
dibenā. Izņēmums ir māla daļiņas, kas suspensijā noturās ar tām raksturīgā
negatīvā elektriskā lādiņa palīdzību.
Fitoplanktona (mikroskopiski augi) un zooplanktona (mikroskopiski
dzīvnieki) izraisīta duļķainība tieši nekaitē zivīm. Fitoplanktons
(galvenokārt – zaļās aļģes) ne tikai ražo skābekli, bet arī kalpo par
barības avotu zooplanktonam, dažām zivīm un gliemenēm. Fitoplanktons
zināmā mērā arī attīra ūdeni, par uzturvielu izmantojot zivju ražoto
amonjaku. Tomēr pārāk liels aļģu daudzums var palielināt elpošanai
vajadzīgā skābekļa patēriņu nakts laikā. Pārmērīgi liela fitoplanktona
koncentrācija jeb "ziedēšana", pēc kuras tas mirst, arī patērē papildu
skābekli. Savukārt zooplanktons ir ļoti svarīgs pārtikas avots zivju
kāpuriem un mazuļiem, tādiem kā zandarti un daudzas citas sugas.
Zivju izdalījumi var būt nopietna problēma akvakultūras sistēmās, jo
audzēšanas procesā to rodas milzīgs daudzums: apmēram viens kilograms uz
katru saražoto produkcijas kilogramu. Zivju izdalījumu suspendētās daļiņas
var būt galvenais iemesls ūdens sliktai kvalitātei, jo tās satur kaitīgos
slāpekļa savienojumus. Šie izdalījumi kairina arī zivju žaunas. Ūdens
recirkulācijas sistēmās zivju ekskrementu makrodaļiņas var aizsprostot
bioloģisko filtru, kā rezultātā tā baktērijas mirst skābekļa trūkuma dēļ.
Izdalījumi var veicināt arī tādu baktēriju attīstību biofiltrā, kas ražo
amonjaku, nevis to patērē un sadala.
Māla vai augsnes daļiņu radītā duļķainuma cēloņi var būt dīķa krastu
atklātā augsne, strauja ūdens pietece, vēžu aktivitāte (rokot alas) vai
piegrunts sugu, piemēram, līņu, karpu un samu barošanās sekas. Dīķos māla
izraisīto duļķainumu var novērst, ūdenī izkaisot ģipsi (300 – 500 kg/ha),
kas piesaista un izgulsnē sīkās daļiņas.
Negatīvās sekas palielinātam ūdens duļķainumam, bez augstāk minētajām, var
būt dažādas. Cietdaļiņu nogulsnēšanās uz augiem un grunts var degradēt
zivju nārsta substrātu, nosmacēt to ikrus un iznīcināt labvēlīgās
piegrunts biocenozes, no baktērijām līdz zoobentosam (zivju barības
bāzei). Duļķainums var arī ierobežot gaismas piekļuvi un fotosintēzi.
Ūdens duļķainumu mēra un izsaka dažādi. Var noteikt suspendēto vielu
daudzumu, ko sauc par kopējo izšķīdušo cietvielu skaitu (KICS), kas
robežās no 25 līdz 100 mg/l atbilst akvakultūras ūdeņu normai.
Dīķsaimniecību praksē duļķainumu mēra ar ūdens slāņa caurredzamību,
izmantojot t.s. Seki disku. Tā ir metāla ripa 25 cm diametrā, kuras virsma
ir sadalīta četros sektoros: divi no tiem ir balti, bet divi tumši.
Iegremdējot šo disku ar virves vai kārts palīdzību ūdenī, nosaka dziļumu,
kurā tas pazūd no redzamības. Attiecīgo dziļuma atzīmi sauc par ūdens
caurredzamību pēc Seki.
Zivju dīķos ūdens caurredzamības norma ir 40-60 cm. Ja šis rādītājs ir
mazāks, tas parasti liecina par fitoplanktona pārbagātību, kas draud ar
„ūdens ziedēšanu” un zivju slāpšanu. Ūdens caurredzamība virs 60 cm norāda
uz zivju dīķa zemu bioloģisko produktivitāti un vāju dabiskās barības
bāzes potenciālu.
Dzelzs
Dzelzs (Fe) ūdenī nelielā daudzumā ir dabisks komponents un tas
nepieciešams augu un dzīvnieku augšanai. Tas sastopams divās formās: kā
divvērtīgās un kā trīsvērtīgās dzelzs joni. Atklātos virsūdeņos
divvērtīgās dzelzs praktiski nav, jo skābeklis to ātri oksidē trīsvērtīgās
dzelzs savienojumos. Ja pH ir augstāks par 7,0, tad dzelzs pārveidojas
hidroksīda ( FeOH3) nogulsnēs. Koncentrācijā virs 0,5 mg/l tās kļūst zivīm
bīstamas, jo izgulsnējas žaunās. Divvērtīgā dzelzs palielinātā daudzumā
bieži sastopama pazemes avotu un artēziskajos ūdeņos. Šādu ūdeni
akvakultūrā var izmantot, to iepriekš atdzelžojot ar
aerācijas-oksigenācijas un nosēdināšanas-filtrācijas metodēm.
Ūdens pārbaudes analīzēs parasti nosaka kopējo div- un trīsvērtīgā dzelzs
daudzumu. Akvakultūras ūdeņos tas nedrīkst pārsniegt 1-2 mg/l. Līdzīga ir
arī mangāna savienojumu (Mn) pieļaujamā norma.
Fosfors
Ūdenī fosfors (P) sastopams minerālā un organiskā formā, gan izšķīdušā gan
suspendētā veidā. Ūdens analīzēs nosaka gan minerālā fosfora šķīstošo
formu PO4”, gan arī fosfātu P2O2. Akvakultūrai izmantojamā ūdens pirmais
rādītājs vēlams līdz 0,5 mg/l, otrais- 1,0 mg/l. Paaugstināts fosfora
daudzums parasti norāda uz ūdeņu piesārņojumu.
Hlors
Zināms, ka dzeramo ūdeni parasti dezinficē ar hlorēšanu līdz 1mg/l. Tādā
ūdenī var būt saglabājušās hlora (Cl) paliekas akvakultūrai bīstamā
līmenī, tāpēc tas jāapstrādā ar aerāciju vai saistošām ķimikālijām, lai
hlora līmenis būtu zem 0,02 mg/l.
Citi elementi un vielas
Dažādos literatūras avotos akvakultūras ūdeņu hidroķīmiskā sastāva
raksturojumam izmanto arī silīcija (Si), vara (Cu), sulfāta (SO4),
sērūdeņraža (H2S) un citu elementu un vielu daudzumu, kā arī veselu rindu
toksisko vai aktīvo hlororganisko un naftas izcelsmes ķimikāliju
klātbūtni. Ir vispār zināms, ka akvakultūrā izmantojamam ūdenim nedrīkst
būt ne sērūdeņraža smakas, ne arī naftas produktu plēvītes. Augstāk minēto
vielu palielināta klātbūtne parasti norāda uz kāda ārēja piesārņotāja
tiešu vai netiešu ietekmi.
Gan dzīvos organismos, gan ūdenī visai niecīgā daudzumā sastopami t.s.
mikroelementi: kobalts, molibdēns, cinks, kadmijs un citi. Dažkārt
dabiskajos dīķos iespējams kāda mikroelementa, piem., kobalta trūkums,
taču parasti mikroelementu ir par daudz un tie kalpo par ārējā
piesārņojuma indikatoriem. Intensīvā akvakultūrā izmantojamās mākslīgas
barības tiek bagātinātas ar visu nepieciešamo mikroelementu piedevu.
Daudziem specifiskiem ūdens sastāva rādītājiem akvakultūras praksē nav tik
lielas nozīmes, lai ikdienā sekotu to līmenim.
Ūdens sastāva noteikšana un novērtēšana
Ūdens sastāva noteikšanā izmanto dažādas hidroķīmiskās analīzes,
kalorometriskās, spektrofotometriskās un citas sarežģītas metodes.
Atsevišķu jonu, ķīmisko elementu un vielu noteikšanu nepieciešams pasūtīt
specializētām laboratorijām. Pašu spēkiem akvakultūras saimniecībās nosaka
tos ūdens parametrus, kurus var iegūt ar vienkārši lietojamiem, kaut arī
ne visai lētiem mērinstrumentiem- ūdens testeriem. To darbības pamatā
parasti ir elektroķīmisko un optisko analīžu metodes. Ūdens testeris
sastāv no zondes, kuru ievieto ūdenī, un digitālā displeja rezultātu
nolasīšanai. Tā saucamo multitesteru zondēm ir kombinēti devēji, kas dod
iespēju vienā paņēmienā iegūt daudzpusīgu informāciju par ūdeni:
temperatūru, izšķīdušā skābekļa daudzumu (mg/l un piesātinājumu %), pH,
ūdens vadāmību, CO2, ar visdārgākajiem aparātiem nosakot vēl arī slāpekļa
u.c savienojumus.
Ūdens apgādes avota izvērtēšanai akvakultūras vajadzībām jābalstās ne
tikai uz augstāk iztirzāto dažādo hidroķīmisko parametru un normu
vispārēju novērtēšanu, bet jāņem vērā katras konkrētas kultivējamās sugas
specifiskās prasības un biotehnika, kā arī ūdens izmantošanas un apstrādes
tehnoloģija,
Bieži vien akvakultūras uzņēmumu attīstītāji pārāk kritiski vērtē
potenciālā ūdens apgādes avota, piemēram, ūdenskrātuves skābekļa režīmu,
bet nepietiekoši analizē pH sezonālo un diennakts dinamiku. Jāņem vērā, ka
ūdens papildu bagātināšana ar skābekli patiesībā nav būtiska problēma un
to izmanto visās intensīvās akvakultūras tehnoloģijās. No otras puses, pH
novirzes no normas parasti saistītas vēl ar citiem nelabvēlīgiem ūdens
vides faktoriem un ir grūtāk koriģējamas.
Novērtējot konkrētas ūdenstilpes ūdens atbilstību akvakultūras vai
zivkopības vajadzībām var vadīties arī no dabiskās ihtiofaunas stāvokļa
tajā. Piemēram, karūsu ihtioloģiskā tipa ezeru ūdens nav piemērots
akvakultūras saimniecību ūdens apgādei, jo attiecīgās ūdenstilpes
raksturojas ar skābekļa deficītu un bioloģisko piesārņojumu. Lielais
vairums Latvijas dabisko ūdeņu pēc hidroķīmiskā sastāva ir atzīstami par
akvakultūrai principā derīgiem, taču to praktisko izmantošanu ierobežo
dažādi hidrotehniski, kā arī likumdošanas šķēršļi. Daudzskaitlīgo ezeru
tiešu izmantošanu zivkopībai linuma sprostos ierobežo to uzstādīšanas un
ekspluatācijas faktiskais aizliegums sakarā ar ūdenstilpju piesārņojuma
draudiem, savukārt ūdens ieņemšana un novadīšana uz audzētavu ar sūkņa
palīdzību ir visai energoietilpīga. Vislabākais un izdevīgākais ūdens
apgādes veids ir pašteces ceļā no avotaina dīķa vai no mākslīgi veidota
uzstādinājuma (ūdenskrātuves) uz tīras upes. Tomēr vispārējās vides
aizsardzības interesēs likumdošana faktiski liedz jaunu dambju izbūvi uz
upēm un to aizsprostošanu akvakultūras vajadzībām.
Dažkārt paustais viedoklis, ka Latvija ir ļoti bagāta ar akvakultūrai
derīgiem dabisko ūdeņu resursiem ir jāvērtē kritiski, jo to praktisko
izmantošanu ierobežo dažādi faktori. Nākotnes akvakultūrai jābūt
ilgtspējīgai, kuras nodrošināšanai viens no priekšnoteikumiem ir ūdens
resursu racionāla izmantošana, plaši ieviešot tā recirkulācijas
tehnoloģijas, termoregulāciju un hidroķīmiskā sastāva vadīšanu.