عوامل تؤثر على جودة المياه بأحواض الاسماك.. كل نوع له نطاق الأس الهيدروجيني المناسب له..
الحدود المثلي لتركيز القلوية الكلية المناسبة لنمو الاسماك
كتب : محمد كامل
من أجل منع المشاكل التي تواجه الاسماك يتطلب ضرورة فهم كيمياء المياه الاساسية حث أن الفهم الاساسي لكيفية تفاعل هذه العوامل مع بعضها البعض سيساعد أصحاب الاحواض على الحفاظ على جودة المياه جيدة ونظام صحي في تلك الاحواض.
يتحدث الدكتور حسام أحمد مؤنس، أستاذ مساعد جودة المياه ( الليمنولوجي) بالمعمل المركزي لبحوث الثروة السمكية عن عوامل جودة المياه والتي منها العوامل الكيميائية والبيولوجية .
العوامل الكيميائية
” الرقم الهيدروجيني”
الرقم الهيدروجيني أو تركيز أيون الهيدروجين وهو قياس ما إذا كانت المياه حمضية أم قاعدية، فكل نوع من الأسماك له نطاق الأس الهيدروجيني المناسب الخاص به، حيث يتم تنفيذ العمليات البيولوجية للجسم بكفاءة كاملة،ومتوسط درجة الحموضة في دم الأسماك هي 7.4، لذا فإن قيمة تركيز أيون الهيدروجين القريبة من هذا هي الأمثل.
وأضاف د. حسام ، أنه خارج النطاق المناسب تحدث العديد من المشاكل للأسماك: منها أن القيم الحموضة أو القلوية العالية يمكن أن تسبب أضرارا مباشرة للجلد، الخياشيم، العينين و حموضة أو قلوية الدم ،كما أن الإجهاد الشديد للأسماك يزيد من إنتاج المخاط.
وتابع د. حسام، أن الحدود المقبولة للرقم الهيدروجيني، هي من 6.5 إلى 9.0 ويمكن أن تتعرض الأسماك للضغط في الماء مع درجة حموضة تتراوح بين 4.0 و 6.5 و درجة قلوية تتراوح بين 9.0 إلى 11.0، موضحاً أنه ينحصر نمو الأسماك في درجة الحموضة في الماء أقل من 6.5، ويمكن أن يتوقف التكاثر و تموت اليرقات عند رقم هيدروجيني أقل من 5.0 والموت شبه مؤكد عند رقم هيدروجيني أقل من 4.0 أو أكبر من 11.0.
التمثيل الضوئي و التنفس
واستكمل د. حسام أن تذبذب درجة الحموضة في مياه الأحواض على مدار اليوم بسبب التمثيل الضوئي و التنفس من قبل النباتات والكائنات الحية الأخرى، كما أنه عادة يكون الرقم الهيدروجيني أعلى عند الغسق، وينخفض عند الفجر، نظرًا لأن التنفس الليلي للطحالب يزيد من تركيزات ثاني أوكسيد الكربون الذي يذوب في الماء مما ينتج حمض الكربونيك الذي يقلل من الرقم الهيدروجيني و يجعله يميل للحامضية، وهذا يمكن أن يحد من قدرة دم الأسماك على حمل الأوكسجين.
عوامل تؤثر علي تركيز الرقم الهيدروجيني في المياه
وذكر د. حسام، أنه بالإضافة إلى التأثيرات المباشرة للرقم الهيدروجيني على الحيوانات المائية فإنه يؤثر على متغيرات أخرى مثل الأمونيا، كبريتيد الهيدروجين و المعادن الذائبة، مما يؤثر أيضا على توازن المياه و سميتها موضحاً على سبيل المثال :
يزيد ارتفاع الرقم الهيدروجيني من سمية الأمونيا للأسماك في حين أن انخفاض الرقم الهيدروجيني يزيد من سمية الألومنيوم و النحاس أما كبريتيد الهيدروجين (H2S) هو غاز سام عديم اللون يمكن أن يتكون في رواسب الأحواض عندما تتغذى البكتيريا على المواد العضوية في المناطق منخفضة التركيز من الأوكسجين، مما يعطي رائحة البيض الفاسد عندما يتم تحريك الرواسب الموجودة في قاع الأحواض.
” القلوية الكلية”
أما بالنسبة للقلوية الكلية تعرف القلوية على إنها قدرة الماء على مقاومة التغيرات في الأس الهيدروجيني، أو هي مقياس للتركيزات الكلية للقواعد في مياه الأحواض بما في ذلك (الكربونات، البيكربونات، الهيدروكسيدات، الفوسفات والبورات) ويتم التعبير عنها في صورة كربونات الكالسيوم كما تتفاعل هذه القواعد مع الأحماض و تعادلها، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تغيرات في مستوى الأس الهيدروجيني وتعتبر الكربونات و البيكربونات هي الأكثر شيوعا و أهمية كمكون للقلوية.
الحدود المثلي لتركيز القلوية الكلية المناسبة لنمو الاسماك
وتابع د. حسام تعتبر القلوية الكلية التي لا تقل عن 20 جزء في المليون ضرورية لإنتاجية الأحواض الجيدة موضحاً في البركة الثابتة يجب أن يكون تركيز القلوية المثالي حوالي 100 جزء في المليون، و لكن القراءات من 50 إلى 200 جزء في المليون مقبولة.
واستكمل حسام إذا كانت القلوية منخفضة، يمكن لكمية صغيرة من الحمض أن تسبب تغيرًا كبيرًا في الأس الهيدروجيني كما أن قيم القلوية التي تزيد على 300 جزء في المليون لن تؤثر سلبا على الأسماك، و لكن هذه القيم العالية ستجعل بعض المواد الكيميائية المستخدمة عادة، مثل كبريتات النحاس غير فعالة التي تعتبر مهمة للسيطرة على الطحالب وتعتبر المياه ذات القلوية العالية و مستويات العسر المشابهة لها أس هيدروجيني متعادل أو بسيط قليلاً و لا تتقلب على نطاق واسع يمكن زيادة القلوية الكلية بإضافة الحجر الجيري الزراعي للأحواض.
“العسر الكلي”
وعرف د. حسام أن العسر الكلي هو مقياس لعناصر الأرض القلوية أو الأملاح ثنائية التكافؤ، خاصة الكالسيوم (Ca+2) و المغنيسيوم (Mg+2) في مياه الأحواض أو أنه مجموع تركيزات (Ca+2) و (Mg+2)، معبراً عنها في صورة كربونات الكالسيوم موضحاً أنه يجب أن تكون عسر المياه أعلى من 50 جزء في المليون للحصول على نمو جيد للأسماك و يمكن تعديلها بإضافة الحجر الجيري الزراعي كما يعتبر الكالسيوم والمغنيسيوم ضروريان للأسماك من أجل التفاعلات الأيضية مثل القشور و تشكيل الهيكل العظمي للكائنات المائية.
وتابع حسام يمكن أن تؤثر العسر و القلوية الكلية على الأس الهيدروجيني من خلال التفاعل مع دورة ثاني أوكسيد الكربون وغالباً ما يتم الخلط بين العسر و القلوية، لأن كلاهما يتم التعبير عنه باستخدام نفس المصطلح (جزء في المليون من كربونات كالسيوم)، أحيانًا يكون لكل من العاملين قيم متماثلة في مسطح مائي معين و مع ذلك، فإن القلوية تقيس الأيونات السالبة (كربونات و بيكربونات) بينما العسر يقيس الأيونات الموجبة (الكالسيوم و المغنيسيوم)، و أحيانًا قد تختلف هذه القيم بشكل كبير.
“النفايات النيتروجينية”
أ- الأمــــونــــيــــا:
وأكد حسام أن الأمونيا هي أكثر المركبات خطورة على صحة و أداء الأسماك في الأحواض فهي أول شكل من أشكال النيتروجين المنبعث عندما تتحلل المادة العضوية و هو الافراز النيتروجيني الرئيسي الذي تفرزه معظم الأسماك و اللافقاريات في المياه العذبة موضحاً من المحتمل أن تصل مستويات الأمونيا في الأحواض إلى مستويات مميتة للأسماك في ظل الظروف التي يتم فيها تربية الأسماك بشكل مكثف و اتباع نظام غذائي غني بالبروتين حيث يتم إنتاج تركيزات عالية من الأمونيا.
أشكال الأمونيا
أضاف حسام توجد الأمونيا في صورتين الأمونيا غير المتأينة (NH3) (و هي الشكل الأكثر سمية) والأمونيا المتأينة والمعروفة أيضا بإسم أيون الأمونيوم (NH4) (و هو الشكل الاقل سمية).
العوامل التي تؤثر علي سمية الأمونيا
أما العوامل التي تؤثر على سمية الأمونيا يقول د. حسام تعتمد نسبة الأمونيا غير المتأينة إلى الأمونيا المتأينة على درجة الحموضة و درجة حرارة الماء.
الرقم الهيدروجيني:
وأوضح حسام أن الأمونيا غير المتأينة (NH3) شديدة السمية بالنسبة للأسماك وهي الشكل السائد للأمونيا عندما يكون الرقم الهيدروجيني مرتفعًا وتكون الأمونيا المتأينة (NH4) غير سامة إلا عند مستويات عالية للغاية و هي الشكل السائد في الماء عندما يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا.
درجة الحرارة:
أما بالنسبة لدرجة الحرارة تؤثر حرارة الماء أيضًا على التوازن بين الأمونيا الغير متأينة ( (NH3و الأمونيا المتأينة (NH4) وفي أي درجة حموضة معطاة، ستكون NH3 الأكثر سمية موجودًا في الماء الدافئ أكثر من الماء البارد.
عمليات إزالة وتحويل الأمونيا:
وذكر د. حسام توجد عمليتان تقومان بإزالة الأمونيا أو إطلاقها في الماء:
العملية الأولي
هو امتصاص الأمونيا بواسطة النباتات و الطحالب، و التي تستخدم بسهولة النيتروجين الموجود في الأمونيا كمغذٍ للنمو، ولهذا السبب، عادة ما تكون مستويات الأمونيا منخفضة في الأحواض الأرضية خلال أشهر الصيف عندما تكون الطحالب أكثر إنتاجية، ولكنها يمكن أن تزيد بسرعة بعد الموت الجماعي المفاجئ للطحالب، لافتا الى أن أحد الأسباب التي تجعل مستويات الأمونيا تميل إلى أن تكون أعلى في الأحواض خلال أشهر الشتاء عندما يكون إنتاج الطحالب منخفضًا.
العملية الثانية:
وهي خطوة في دورة النيتروجين تعرف باسم النترتة، و التحول البيولوجي للأمونيا والأمونيوم إلى نترات.
النترتة هي عملية من خطوتين:
الخطوة الأولى
تقوم بكتيريا النيتروزوموناس بتحويل الأمونيا و الأمونيوم (NH3 و NH4) إلى نيتريت NO2)) و هو مركب وسطي و لكنه أيضًا شكل شديد السمية للأسماك.
الخطوة الثانية:
تقوم بكتيريا النيتروبكتر بتحويل النيتريت NO2)) إلى نتراتNO3) ) و هو شكل أقل سمية بالنسبة للأسماك.
وعادة ما تقترن هذه التفاعلات، و يتم تحويل النتريت بسرعة إلى نترات، لذلك تكون مستويات النيتريت عادة منخفضة كما يتأثر معدل النترتة بدرجة حرارة الماء فإن الحد الأقصى لمعدلات النترتة يحدث عند درجة حرارة الماء بين 30 – 35 درجة مئوية.
واشار د. حسام أنه عند درجات حرارة تصل الي 40 درجة مئوية و أعلى، تنخفض معدلات عملية النترتة إلى ما يقارب الصفر
بينما عند درجات حرارة أقل من 20 درجة مئوية تستمر عملية النترتة بمعدل أبطأ، و لكنها تستمر عند درجات حرارة تبلغ 10 درجات مئوية أو أقل موضحاً لهذا السبب، تميل مستويات الأمونيا إلى الارتفاع في الخريف و أوائل الربيع قبل زيادة معدلات النترتة نتيجة لزيادة درجات الحرارة.
السام من الأمونيا يسبب بعض المشاكل للأسماك
وأوضح د. حسام أن الأعراض التي تظهر على الاسماك، بسبب السام من الأمونيا منها: التهاب و تهيج أنسجة الخياشيم ومشاكل في التنفس و اجهاد الأسماك وحالة النوم وفقدان الشهية وتسبب تلف الأعضاء الداخلية زيادة في سماكة الأقواس الخيشومية و انتفاخها، مما يحد من تدفق الماء على الشعيرات الدموية الخيشومية.
وتباع د. حسام في حالة وجود نسبة عالية من الأمونيا داخل الأحواض يجب: تقليل أو إيقاف التغذية تزويد الأحواض بالمياه العذبة و تقليل كثافة التخزين وتهوية الأحواض وفي حالات الطوارئ لابد من خفض مستوى الأس الهيدروجيني.
النيتريت
أما بالنسبة للنيتريت يوضح حسام أنه مركب وسيط ينتج من عملية تحويل الأمونيا إلي نيتريت بواسطة بكيتريا النيتروزوموناس (Nitrosomonas Bacteria) و هو مركب شديد السمية للأسماك حيث تتفاعل مع الهيموجلوبين في الدم وتؤكسده الي مادة الميتاهيموجلوبين مسببة المرض المعروف بإسم مرض الدم البني للأسماك كما يجب ألا يزيد تركيزه عن 0.01 مليجرام / لتر.
النترات
أما النترات فهو مركب يتكون من جزيء واحد من النيتروجين، وثلاثة أجزاء من الأوكسجين، وهي الصورة من المخلفات النيتروجينية الأقل سمية للأسماك، موضحاً أن مرض الانقلاب هو حالة أخرى قد تصاب بها الأسماك، وخاصة الأسماك الذهبية حيث يحدث هذا عندما تفقد السمكة القدرة على البقاء في وضع مستقيم في الماء، وفي هذه الحالة تطفو بلا حول منها ولا قوة على سطح الماء نتيجة ارتفاع مستويات النترات في الأحواض، هو السبب الرئيسي لحدوث هذا المرض.
واستكمل د. حسام من المفاهيم الخاطئة الشائعة لدى مالكي الأحواض أن تغيير المياه هي الطريقة الأكثرفاعلية لإزالة النترات ولكن هذا من الناحية النظرية فقط حيث سيؤدي التغيير الجزئي للمياه بالتأكيد إلى تقليل تركيز النترات و لكن ليس بما يكفي للقضاء على المشكلة تماما.
لافتا الى أن أفضل طريقة لمعالجة ارتفاع مستويات النترات في الأحواض، هي استخدام بكتيريا مفيدة، حيث تعمل على تكسير و إزالة النترات الزائدة و وجود نباتات مائية لها القدرة على الاستفادة من النترات.
المغذيات (الفوسفور والنتروجين)
ويقول د. حسام أنه من المهم فهم المصادر والتفاعلات الأساسية للعناصر المغذية لأن هناك علاقة مباشرة بين العناصر الغذائية المتاحة و أنواع الطحالب والأعشاب المائية، مشيرا الى أن الكميات المفرطة من العناصر الغذائية ستؤدي إلى الإفراط في الخصوبة، أو ظروف التغذية، مما قد يؤدي إلى وفرة في النباتات المائية و تكاثر الطحالب، وعندما تموت النباتات المائية أو الطحالب، فإنها تتحلل مما يؤدي إلى استنزاف الأوكسجين الذي يمكن أن يؤثر على وضوح ونقاء المياه ويمكن أن يؤدي إلى قتل الأسماك.
العوامل البيولوجية
الهائمات النباتية
وأخر العوامل التي تساعد على جودة المياه يوضح د. حسام أن العوامل البيولوجية تشمل كلا من الهائمات الحيوانية و النباتية و التي تمثل الغذاء الطبيعي للأسماك فالهائمات النباتية هي عبارة عن نباتات مجهرية ذاتية التغذية، و هي أساس الإنتاجية الأولية في الأحواض.
كما تعتمد الهائمات النباتية على ضوء الشمس لعملية التمثيل الضوئي و تنتج الأوكسجين و تخرج ثاني أوكسيد الكربون أثناء هذه العملية نهارا، بينما تنقلب هذه العملية ليلا حيث تستهلك تلك الهائمات النباتية الأوكسجين و تخرج ثاني أوكسيد الكربون من خلال عملية التنفس.
موضحاً يمكن أن تتسبب الفترات الممتدة من الطقس الغائم في حدوث خلل في الهائمات النباتية، بإستخدام الأوكسجين أثناء التحلل، وإذا كانت الهائمات النباتية وفيرة للغاية في الأحواض، فإن كمية الأوكسجين المستخدمة أثناء التنفس الليلي للهائمات، يمكن أن تسبب قلة كمية الأوكسجين المتاحة للأسماك.
الهائمات الحيوانية
وتعتبر هذه الهائمات مهمة جدا لغذاء الاسماك، وهي كائنات غير ذاتية التغذية، حيث تتغذي علي الهائمات النباتية.
وهناك العديد من العوامل التي تؤثر علي توزيعها في المسطحات المائية مثل: درجة الحرارة، الملوحة، الاس الهيدروجيني، الأوكسجين المذاب، المغذيات مثل الفسفور والنترات، التيارات المائية عامل مهم له دور في انتشار العوالق من مكان لأخر أفقياً أو رأسيا في المسطحات المائية.
