В данном исследовании рассмотрены технологические особенности охлаждающего водоема Змиевской ТЭС при выращивании рыбы. Основное внимание уделяется содержанию кислорода в воде, сезонным колебаниям концентрации О2 и важности постоянного контроля за таковой для предотвращения потерь рыбного стада.
Кислородный режим является ключевым фактором при использовании емкостей-охладителей для размещения зарыбленных садков. Сниженная проточность и повышенная температура требует пристального внимания со стороны обслуживающего персонала. В таких условиях легко возникают массовые заморы, поскольку тепло ускоряет обмен веществ у холоднокровных животных, растет потребность в веществах-окислителях.
Насыщение воды кислородом в искусственно созданных акваториях существенно зависит от уровня волнового воздействия. Волнение приводит к перемешиванию водных масс, контактирующие с атмосферным воздухом верхние слои лучше обогащают кислородом находящиеся у дна.
Садковое выращивание рыбы на теплых водах
Содержание рыбы в садках относится к экономически эффективным направлениям рыбоводства. Появляется возможность дифференцированно кормить стадо, разделять виды и разновозрастных особей, что связано с уменьшением опасности поедания одних рыб другими. Исключается поглощение непригодной пищи или упавших на дно отходов, способных нанести вред при переваривании. Строго дозируется количество корма, еда равномернее распределяется между особями, можно точнее подсчитывать приросты массы.
При очевидных преимуществах, садковое содержание связано с определенными недостатками. В частности, рыбы лишены возможности самостоятельно выбирать водные слои с комфортной температурой или обогащенные кислородом. Необходимо тщательное наблюдение за стадом, регулярное взятие лабораторных проб, также перемещение садков в зависимости от сложившейся ситуации.
В садковых рыбохозяйствах производственные процессы интенсифицированы, больше всего на водоемах с избытком тепла. С одной стороны, это ведет к ускорению роста поголовья. С другой, становится причиной избыточного развития аквафлоры, поглощающей значительную часть кислорода.
В отличие от бассейнов и установок с замкнутым водоснабжением, водоемы, где размещены садки, невозможно очистить. Отходы жизнедеятельности попадают на дно, ухудшая экологическое состояние. Как результат, требуется улучшенное наблюдение за условиями содержания рыбы, с принятием своевременных и адекватных мер.
По итогам проведенной исследователями работы были выявлены наиболее значимые гидрохимические показатели, которые влияют на рост и развитие рыбного стада. При использовании интенсивных биотехнологий очень важно контролировать состав воды, не допуская выхода параметров за критические пределы.
Исследования проводились на Змиевской ТЭС, где акватория водоема-охладителя успешно используется для разведения рыбы. Плавучие садки занимают часть водоема, наиболее пригодную для рыбоводства. Лабораторные пробы брались с различных участков, включая садки и за пределами мест размещения рыбы. Отдельно поверхностные и придонные образцы доставлялись в лабораторию, где выявлялись гидрохимические показатели, включая концентрацию кислорода.
Контрольные точки в местах отсутствия садков выбирались с учетом гидрологических особенностей акватории.
К наиболее показательным точкам относятся:
- водосброс;
- центр водоема (400-1000 м западнее садков);
- северо-запад акватории (2-6 км западнее рыбных линий);
- восточный участок (500 м до канала подкачки).
Внутри садков взятие проб позволяло контролировать текущее состояние воды наряду с получением сведений для статистической обработки. Далекие от садковых линий точки контроля давали информацию об участках водоема, куда можно было бы поместить садки при ухудшении кислородной насыщенности на прежних местах размещения.
Данные лабораторных анализов
По итогам лабораторных исследований было выявлено, что в искусственном водоеме устанавливается баланс растворенного кислорода. Приток из атмосферы за счет аэрации при контакте воды с воздухом компенсируется потреблением в водной толще и придонном иле. Некоторую часть кислорода дает фотосинтез, проходящий в водорослях, хотя отдельные виды аквафлоры потребляют поступающий из атмосферы газ при цветении. Фотосинтетическая аэрация существенно зависит от времени года, температуры окружающей среды, уровня освещения на поверхности водоема. Температурный и фотосинтетический режим заметно влияет на гидробиологию в теплое время года, когда водное зеркало интенсивно освещается солнцем.
Поступление кислорода и потребление в воде зависят не только от природных факторов. Заметное воздействие на режим оксигенации оказывают технические особенности работы теплоэлектростанции. В водоем поступают воды, проходящие через турбинные конденсаторы. При этом происходит нагрев и снижается растворимость всех газов, содержащихся в жидкости, включая кислород. Затем при прохождении через сброс возникает турбулентность, поток активно смешивается с воздухом и насыщается атмосферными газами. Какой будет итоговая концентрация кислорода, зависит от режима работы электростанции. Обычно нехватка кислорода возникает летом, на протяжении наиболее жарких месяцев. В регионе, где расположена ТЭС, самым жарким является август, тогда и складывается особенно трудная ситуация для рыбного хозяйства по части кислородного голодания.
Следует учитывать и то, что в конце лета рыба кормится наиболее интенсивно, существенно прибавляет в массе. Увеличенные нормы дневного рациона питания должны сопровождаться адекватным поступлением кислорода, участвующего в окислительных процессах. Наступает очень ответственное время для рыбоводов, когда круглосуточное наблюдение за стадом становится особенно напряженным.
По итогам анализа лабораторных данных установлено, что летом также происходит максимальное разделение воды на поверхностные и придонные слои. Увеличенная стратификация сопровождается значительными колебаниями химических показателей. Меняется содержание О2, водородный показатель, концентрация взвешенной и растворенной органики. Самые выраженные изменения наблюдаются в местах расположения садков, где хронически не хватает кислорода, снижен рН, много органических веществ.
Наибольшую опасность для рыбоводства представляет штиль. В спокойную безветренную погоду поступление кислорода из атмосферы критически снижается. В прошлые десятилетия, когда технологии рыбоводства были менее развиты, июль и август нередко становились месяцами, когда рыба массово гибла, хозяйство терпело существенные убытки.
В следующей таблице приводится содержание кислорода летом в охладительном водоеме Змиевской ТЭС, мг/л.
Кроме содержания О2, важное значение имеет концентрация фосфатов и БПК, хотя кислород, несомненно, является наиболее значимым показателем.
Авторы исследования анализировали кислородное насыщение водоема при разных скоростях ветра и выраженности волнения воды на поверхности. Как установили исследователи, проводившие наблюдения с апреля по октябрь, уменьшение волнения быстро приводит к недостатку кислорода в воде. Водоем относится к мелким, средняя глубина составляет 3,2 см, а наибольшая 5,5 м.
В следующей таблице приводятся полученные данные.
Это усредненные результаты, но необходимо отметить, что в отдельные периоды некоторые участки водоема были совершенно лишены растворенного кислорода. Около дна (нижние 50 см придонного слоя воды) к тому же ощущался выраженный запах сероводорода. Категорически не следует заглублять садки летом до уровня, где возможно катастрофическое кислородное голодание, а таковое развивается обычно во время штиля. Придонная анаэробная зона может достаточно быстро подниматься и выходить за пределы полуметрового слоя. Этому способствует повышение температуры из-за жары. Как следствие, в такие периоды необходим самый тщательный контроль гидрохимических показателей. При получении недопустимых значений садки перемещались на другие участки водоема, менее подверженные распространению анаэробных слоев воды. Лучшие условия по части оксигенации существовали возле дамбы и канала подкачки, где постоянно содержать рыбу не так удобно.
В таблице приведены усредненные показатели концентрации кислорода при волнении различной выраженности, мг/дм3.
Выводы
Полученные исследователями результаты показывают напряженность кислородного режима в охладительном водоеме Змиевской ТЭС. Пока рыба активно выращивается, с середины весны до середины осени, нехватка кислорода является значительной. Это связано как с выросшим потреблением, так и вследствие сочетания природных факторов с техногенными. Наиболее сложная ситуация возникает в придонных слоях непосредственно под зарыбленными садками. Статистические данные достоверно подтверждаются корреляционным анализом, установлена выраженная связь характера волнения с кислородной стратификацией воды. Требуется непрерывное наблюдение за состоянием рыбного стада, с регулярным забором проб воды для лабораторного анализа. В критических ситуациях достаточно переместить садки на участки, менее удобные для рыбоводства, но содержащие больше кислорода, а именно на западе и востоке водоема.