Biyosferde, yalnız bir oksijen (O) ve iki hidrojen (H) atomundan oluşan su molekülünden (H2O) daha basit yapıya sahip bir bileşik daha neredeyse yok gibidir. Bunun yanında biyosferde;

• Sıvı hâlinin katı hâlinden daha yoğun olduğu,
• En yüksek yoğunluğuna donma noktasında değil, +4°C’de ulaşan,
• İyonik bileşikler için mükemmel bir çözücü özelliğinde olan,
• Geçmişten günümüze kadar, medeniyetlerin gelişim seviyelerini belirleyen,
• Toplumların yaşam kaliteleri üzerindeki en büyük etkiye sahip olan,
• Kısaca canlılığın yeryüzünde devam edebilmesi için, sudan daha özel ve daha önemli bir bileşik daha yoktur.

Üzerinde yaşamımızı sürdürdüğümüz dünyanın, yaklaşık dörtte üçü sularla kaplı olmasına rağmen, bu su­yun yaklaşık % 98’i okyanuslarda ve denizlerde tuzlu su formundadır. Dolayısıyla antropojenik faaliyetlerde kullanılabilirliği oldukça sınırlıdır. Geriye kalan yaklaşık %2’lik tatlı su rezervinin de büyük kısmı buzullarda (%84), bir kısmı yeraltı suyu olarak (%15), küçük bir kısmı göllerde (%1), çok küçük bir kısmı ise atmosferde (%0,05) ve akarsularda (%0,01) bulunmaktadır.

Neredeyse hepimizin bildiği “dünyamızdan bir damla suyun bile eksilip artamayacağı” ifadesi doğru­dur. Ancak;

• İnsan populasyonları için sınırlayıcı faktörlerin geçmişe oranla çok daha azalması,
• Dünya nüfusundaki hızlı artış,
• Sanayi ve teknolojideki gelişmeler,
• Tarımsal faaliyetlerde kullanılan gübre ve pestisitlerin çokluğu,
• Toplumlarda çevre bilincinin yeterince yerleşmemesi,

dünyamızın su kaynaklarının kirlilik yükünün günden güne artmasına ve dünyanın kullanılabilir su potansiyelinin günden güne azalmasına neden olmaktadır. Bu durum, hem sucul ekosistemlerin sağlığı hem de insan sağlığı açısından su kalitesi tespit ve izleme çalışmalarının öneminin de son yıllarda artmasına neden olmuştur.

Su molekülünde yer alan 2 hidrojen (H) atomu, oksijen atomuna (O), yaklaşık 104,5°’lik bir açıyla ve kovalent bağla bağlıdır (Şekil 2.3). Oksijen ato­munun elektrona olan isteği ve ilgisi, yani elektro­negativitesi hidrojen atomlarından çok daha fazla olması nedeniyle, bu polar yani 2 kutuplu kovalent bağlardaki elektronlar, oksijen atomuna daha yakın­dır. Dolayısı ile bir su molekülünün oksijen tarafı kısmi (-) yüklü, hidrojen atomlarının yer aldığı tarafı ise kısmi (+) yüklüdür. Bu durum zıt uçlarının farklı yük taşımasına neden olarak suya polar bir molekül olma özelliği kazandırır. Moleküllerin (-) yükleri ile (+) yükleri ya da su molekülünde olduğu gibi bunların ağırlık merkezleri arasındaki mesafeye dipol moment ya da hareket meydana getirme yeteneği denir ve mo­lekülün çözücü özelliği üzerine büyük etkiye sahiptir. Suyun bu basit ama muhteşem özellikleri ve oldukça yüksek olan dipol momenti, polar ve iyonik bileşikler için mükemmel bir çözücü olmasındaki anahtar  faktörlerdir. Biyoloji ilmi ve canlılığın varlığı açısından, suyun polar ve iyonik bileşikler için mükemmel bir çözücü olmasının yanında, apolar yani kutuplaşma göstermeyen bileşikler için çözücü özellik gösterme­mesinin de çok büyük bir önemi vardır. Zira organizmaların canlılık özelliklerini taşıyan en küçük parçası olan hücrelerin, lipid içerikli zarlarının bütünlüğünün korunabilmesi bu sayede gerçekleşir.

Molekül hareketinden kaynaklanan kinetik enerjinin toplamına ısı denir ve birimi kalori (Cal), kilokalori (KCal ) ya da jül (J) olarak ifade edilir. 4 J yaklaşık 1 Cal eder ve 1000 Cal de 1 KCal’ye eşit­tir. Sıcaklık terimi ise ısıdan farklı olarak maddeyi oluşturan moleküllerin ortalama kinetik enerjisini ifade eder ve birimi derecedir (°C). Bir yüzücünün sıcaklığı (moleküllerinin kinetik enerjilerinin orta­laması) yüzdüğü havuzdan fazladır ancak havuzun ısısı (moleküllerinin kinetik enerjilerinin toplamı) tabii ki yüzücüden dahi fazla olacaktır.

Bir maddenin sıcaklığını 1°C artırmak –azalt­mak için alınacak– verilecek ısı enerjisine verilen isim, özgül ısıdır. Düşük özgül ısılı tencerede yeme­ğimizi pişirirken yüksek özgül ısılı saplarını tuttu­ğumuzda elimizin yanmaması, bu kavramı daha iyi anlamamızı sağlayabilir.

Sıvı hâlde bulunan suda hidrojen bağları ol­dukça kırılgan olup güçleri kovalent bağın yaklaşık 20’de 1’i kadardır. Her bir hidrojen bağının ömrü ise yaklaşık saniyenin trilyonda biri kadardır. An­cak komşu su molekülleri arasında aynı hızda yeni bağlar kurulmaktadır. Yani herhangi bir anda su moleküllerinin büyük çoğunluğu komşu su mo­lekülleri ile bağlı hâldedir. Kohezyon teriminin tanımı ise hidrojen bağları ile su moleküllerini bir arada tutan kuvvettir.

Hidrojen bağları sonucu oluşan kohezyon özel­likle bitkilerde suyun yerçekimine zıt yönde ta­şınmasında çok büyük bir öneme sahiptir. Ksilem kanallarındaki su, bitkinin yapraklarından buharlaşınca moleküller arası kohezyon kuvvetinin etkisi ile, yer çekimine zıt olarak yükselir. Su molekülü damarı terk ederken hidrojen bağı ile kanaldaki suya tutun­mak suretiyle alttaki suyu yukarı çeker. Kohezyon kuvveti, mikroskobik ksilem kanalları içerisindeki suyu bir arada tutar. Adezyon, farklı cins molekül­lerin birbirine tutunmasına verilen isimdir ve su ile ksilem kanal duvarları arasındaki adezyon kuvveti yani suyun kanal duvarlarına tutunması da yer çeki­mine önemli ölçüde direnç sağlamaktadır.

Bu iki biyolojik terimi su ve cıva açısından kıyaslayarak açıklayacak olursak; su molekülleri­nin kohezyonu yani moleküllerin birbirlerine tu­tunması cıvadan daha düşük, cıva moleküllerinin adezyonu yani moleküllerin başka moleküllere tu­tunması ise sudan daha düşüktür.

Su gibi bir sıvının, yüzey katmanının esnek bir tabakaya benzer özellikler göstermesinden kay­naklanan etkiye, yüzey gerilimi denir. Kohezyon kuvvetine bağlı olan bu yüzey gerilimi, bir sıvının yüzeyini esnetmenin ya da kırmanın ne derece zor olduğunu belirtir. Kısaca sıvıların en üst tabakasın­daki moleküllerin, kohezyon kuvvetleri neticesinde oluşturdukları, çok ince ve zarımsı tabakaya yüzey filmi, bu tabakayı kırmak için gerekli kuvvete ise yüzey gerilimi denilmektedir

Işık, sıcaklık, tuzluluk, elektriksel iletkenlik, bulanıklık suyun fiziksel özelliklerini oluşturur.

Bir sucul ekosistemde fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların hepsi güneş enerjisinden etki­lenir. Doğal sularda sıcaklık ve ışık güneş ener­jisinden sağlanır. Suyun yüzeyine gelen ışınların tümü su tarafından soğrulmaz, bir bölümü yansır. Yansıma miktarı su yüzeyinin düz, çalkantılı veya dalgalı oluşuna göre değişir. Dolayısıyla coğrafi konum, havanın bulutlu olup olmaması, mev­simler ve günün belli saatleri ışığın sucul sisteme geçişine etki etmektedir. Bu durum su canlıları­nı doğrudan veya dolaylı olarak etkilemektedir. Örneğin bazı canlılar ışıksız yaşayamamakta ve belirli sürelerde belirli miktarlarda ışığa gereksi­nim duymaktadır.

Fotosentezle kendi besinini sentezleyebilme yeteneğine sahip olan, suda serbest olarak yaşayan ve su hareketlerinin etkisiyle pasif şekilde yer değiştiren organizmalardır.

Sıcaklık, sucul canlıların büyüme ve gelişme süreçlerini etkileyen en önemli çevresel faktör­lerden biridir. Özellikle su ürünleri yetiştiricili­ğinde sıcaklık, balıkların hassasiyetini etkileyerek sucul sistemdeki kimyasallara karşı duyarlılığını etkilemektedir. Doğal ortamdaki sularda günlük sıcaklık 5°C’ye kadar değişim gösterebilir. Balık­lar soğukkanlı hayvanlardır ve vücut sıcaklıkları yaşadıkları suyun sıcaklığıyla aynıdır. Sıcaklık de­ğiştikçe balığın fizyolojik aktiviteleri de değişir.

Sıcaklık değişimiyle vücut sıcaklığının da değiş­mesi ve balığın bu şartlarda yaşantısını sürdür­mesi temel olarak enzim aktiviteleriyle ilgilidir. Belli bir sıcaklıkta optimum etki yapan enzim, sıcaklık değiştikçe bu değişime uygun optimum etki yapacak enzimle yer değiştirir. Yani sıcaklık değişimlerine paralel olarak fizyolojik olaylarla il­gili enzimler de değişmektedir. Bu değişim zaman alır. Bundan dolayı balık sıcaklığı farklı olan suya transfer edileceği zaman mutlaka aklimasyona (alıştırma) tabi tutulmalıdır. Kabul edilebilir mak­simum sıcaklık değişim oranları türler arasında farklılık göstermektedir. Örneğin bir ılık su balı­ğı, düşük sıcaklıklara soğuk su balıklarından daha uzun zamanda alışabilir. Dolayısıyla aklimasyon periyotlarının belirlenmesinde su ürünleri yetiş­tiricilik uygulamalarında balığın doğal ortamda tercih ettiği sıcaklığın bilinmesi önemlidir. Genel bir kural olarak sıcaklık değişimi günlük 5°C’yi geçmemelidir. Çünkü doğal ortamda balığın ka­labileceği maksimum sıcaklık değişikliği yaklaşık 5°C’dir. Balıklar için, kabul edilebilir sıcaklıklar aklimasyonda günlük 3°C’yi geçmemelidir.

Su sıcaklığı başta, çözünmüş oksijen ihtiyacı olmak üzere diğer su kalite parametrelerinin bir­birleriyle olan etkileşimini etkiler. Sıcaklık arttıkça sudaki çözünmüş oksijen miktarı azalmaktadır. Bu durum balıkların daha fazla hareket hâlinde olarak solungaçlarından daha fazla çözünmüş oksijeni ge­çirmek için hızlı hareket etmelerini sağlar. Böyle bir durum balıkların sudaki toksik maddelere daha fazla maruz kalmasına sebep olmaktadır.

Tatlı sular için tuzluluk kavramı, 1 litre su içe­risinde bulunan anyon ve katyonların toplam yo­ğunluğunun mg veya miliekivalent olarak değeridir. Tatlı sular, içerdikleri tuz konsantrasyonları 0,5 gr/ L’den az olan sulardır. Tuzlu sular için ise tuzluluk kavramı, 1 litre deniz suyunda bulunan çözünmüş katı cisimlerin tümünün gr cinsinden değeridir. Litrede 35 gr çözünmüş madde bulunduran sular, deniz suyu olarak adlandırılır. Sularda tuzluluğu oluşturan en önemli iyonlar karbonatlar, sülfat, fos­fat, klorür, kalsiyum, magnezyum, sodyum ve po­tasyumdur. Tuzluluk binde (‰) olarak ifade edilir. Deniz suyunda yapılan araştırmalarda 80’den fazla çözünmüş elementin olduğu saptanmıştır. Denizler arasında tuzluluk değerleri oldukça farklılık göstermektedir. Örneğin Karadeniz’de tuzluluk ‰17’lere kadar düşmesine rağmen, Kızıldeniz’de ‰47’lere kadar yükselmektedir. Bu durum konum, yağış du­rumu, akarsularla beslenme gibi faktörlere bağlı ola­rak değişebilmektedir. Acı sular ise tuzluluk derecesi ‰ 34’den aşağı olan sulardır ve bu tip sulara lagün veya nehir ağızları, Baltık Denizi ve Karadeniz ör­nek verilebilir. Tuzluluk sucul canlıların yaşamına direkt etkide bulunabilmektedir. Bazı canlılar belirli tuzluluk şartlarında yaşayabilmektedir. Organizma­lar tuzluluğa olan toleranslarına göre eurihalin ve stenohalin canlılar olmak üzere iki grupta incelenir. Eurihalin canlılar geniş tuzluluk aralıklarında yaşa­yabilir, stenohalin canlılar ise belli tuzluluk derece­lerinde yaşayabilmektedir.

Doğal sularda iyonlaşan maddelerin toplam derişimlerini belirlemek amacıyla ölçülür. İlet­kenlik veya konduktivite 1 cm2’lik alanda, 1 cm aralıklarla duran iki platin elektrot arasındaki direncin ölçümü ile tespit edilir ve her cm için 25°C’de microohms veya megaohms olarak be­lirlenir. Doğal sularda iletkenlik yaklaşık olarak katı maddelerin toplamı olarak ifade edilebilir. Genellikle sucul sistemlerde tuzluluk ile birlikte değerlendirilir, suyun tuzluluğu arttıkça elekt­riksel iletkenliği de artar.

 Bulanıklık (turbidity), suyun içinde askıda kalan parçacıklardan meydana gelen ve suyun rengine de etki eden bir parametredir. Askıda katı maddeler suyun geçtiği arazilerden sürük­lenerek suya karışır. Bulanıklık, arazi yapısı ve mevsimlere göre değişkenlik gösterebilen fizik­sel bir parametredir. Bitki ve hayvansal artıklar, evsel ve endüstriyel kökenli artıklar bulanıklılığa neden olarak atmosferik oksijenin sucul sisteme geçişini engeller ve bu durum sistemde oksijensiz bir ortamın oluşmasına neden olur. Sucul sistem­lerde bazı canlıların besinini oluşturan plankton da bulanıklılığı meydana getiren faktörler ara­sında yer almaktadır. Yetiştiriciliği yapılan türler açısından ise bulanıklık parametresi yaşam or­tamlarında dışkı ile atılan atıklar ve yenmemiş besin atıklarından da kaynaklanabilir. Su ürünle­ri

yetiştiriciliğinde suda asılı hâlde olan parçacıklar yumurtaların üzerinde birikerek embriyonun ölü­müne neden olmakla birlikte, görmeye mani olur ve beslenmeyi engeller. Fizyolojik bakımdan ise balıkların solungaçlarını kaplar ve aşındırır. Strese neden olarak sucul ekosistemde canlıların hasta­lıklara olan direncini azaltır. Bulanıklılığı önlemek amacıyla ultraviyole ile su arıtma sistemleri olan tesislerde yeterli ultraviyole ışığının nüfuz etmesini sağlamak için biyolojik filtreden önce kum filtreler kullanılması önerilmektedir.

Bulanıklık ve askıda katı madde, ışığın havuza girişini azalttığından dolayı verimliliğin azalması ve oksidasyon riskinin artmasına sebep olduğu için önemlidir.

Tartılamayan, beş duyu organımızla belirleye­mediğimiz ancak laboratuvar şartlarında tespit edi­lebilen özelliklere kimyasal özellikler denir. Sucul ekosistemler için önemli bazı kimyasal özellikler çözünmüş gazlar (çözünmüş oksijen ve karbon­dioksit vb.), pH, biyokimyasal oksijen ihtiyacı, kimyasal oksijen ihtiyacı, sertlik, azotlu bileşikler, sülfat, fosfor ve metallerdir.

Oksijen suda az çözünen bir gazdır. Genelde doğal sularda havayla dengeli olacak şekilde çö­zünmüş oksijen bulunur. Su içinde, yaşayan tüm canlılar için mutlaka çözünmüş oksijen bulunması gerekir. Oksijen suya pasif difüzyonla atmosferden girer. Havadan suya oksijenin geçişini hava ve su arasında oluşan nisbi oksijen farkı etkiler. Bu duru­mun yanı sıra bitkiler ve algler tarafından karbon­dioksit ve güneş ışığı varlığıyla gerçekleşen fotosen­tez olayları sayesinde sucul ekosistemlerde oksijen oluşur. Fotosentez esnasında bitkisel organizmalar karbondioksit ve suyu kullanarak karbonhidratları sentezler. Ancak bitkiler oksijen üretimini yalnızca gündüzleri yapar. Gece bitkiler yalnızca solunum yapar, sudan oksijen absorbe eder. Özellikle yoğun bitkili sularda sabaha karşı oksijen oranı önemli ölçüde azalabilir. Bu nedenle, yoğun bitkili ortam­larda yazın ve sonbaharda balık ölümleri meydana gelir. Ölen bitki ve hayvan artıkları tabanda bak­teriler tarafından ayrıştırılarak oksijen tüketimine neden olur. Çözünmüş oksijen litredeki mg cinsin­den ağırlık (mg/L) olarak ifade edilir. Çözünmüş oksijen seviyesinin 5 mg/L’nin altına düşmesi su canlılarında strese neden olmakla birlikte birkaç saat için 1-2 mg/L’nin altına düşmesi sularda çok sayıda balığın ölmesine neden olmaktadır.

 Suyun oksijen doymuşluk oranı sıcaklığın art­masıyla düşer. Aynı zamanda sıcaklıktaki artışa paralel olarak balıkların metabolik oranı da artar. Sıcaklığın artmasıyla birlikte hem suyun oksijen içeriğinin düşmesi hem de balığın metabolizma oranının artması sonucu yeterli oksijen sağlayabil­mek için balık, solungaçlarından daha fazla suyu geçirmek zorunda kalacaktır. Bunun sonucu olarak da solungaçlara daha fazla toksik kimyasal temas edecek ve solungaçlar yoluyla bu kimyasallar vücu­da girecektir. Bu, sıcaklık artışıyla ilgili olarak daha kısa zamanda daha çok toksik kimyasalın vücuda girmesi anlamına gelir. Sıcaklığın yanı sıra tuzlu­luk, çözünmüş veya askıda katı maddeler, sucul sis­temdeki organizmaların cinsi ve yoğunluğu, iklim ve deniz seviyesinden yükseklik gibi faktörler de sudaki çözünmüş oksijen miktarını etkilemektedir.

Entansif yetiştiricilik, kontrollü yetiştiriciliktir. Tamamen dıştan yemlemeye daya-lı yoğun yetiştiriciliktir.

pH derecesi genellikle sudaki hidrojen (H+) iyonları konsantrasyonunu ifade eder. pH asitlik ve baziklik ile ilgili bir kavramdır. Hidrojen iyonlarının yoğunluğunun artması pH’ın düşme­sine, azalması ise pH’ın yükselmesine neden olur. Bir çözeltinin hidrojen derişimini artıran bileşik­lere asit, azaltan bileşiklere ise baz adı verilir. Buna göre bir pH cetveli oluşturulmuştur. Bu cetvele göre, pH dereceleri 0-14 aralığında değişiklik gös­terir. Asidik özellikli sularda pH değerleri 0-7 ara­lığındadır ve H+ iyonları derişimi hidroksil (OH-) iyonları derişiminden daha fazladır. Bazik karakter­li sularda ise pH 7-14 aralığındadır ve OH- iyonları H+ iyonlarından daha fazladır. Saf suyun H+ iyon­ları konsantrasyonu OH- iyonları konsantrasyonu­na eşittir ve pH derecesi 7’dir.

Doğal suların pH değerleri 4<pH<9 arasın­da değişir. Genellikle balık yetiştiriciliği için pH değerlerinin 7-8 arasında olması istenir. Sucul sistemde hidrojen iyonu konsantrasyonlarındaki artış balıklarda vücut tuzlarının kaybına ve çözün­müş oksijen alınımının zorlaşmasına neden olur. Örneğin pH değerleri 4’ün altına düştüğü zaman birçok balık türünde ölüm gözlenebilir. pH, suda­ki karbondioksit miktarına bağlı olmakla birlikte karbondioksit yükseldikçe düşmekte, düştükçe  yükselmektedir. Dolayısıyla yaz mevsimlerinde karbondioksit sıcak sularda daha az çözüleceğinden pH yüksek olmakta kış mevsiminde ise düşmek­tedir. Fazla bitkisel organizma bulunduran göl ve havuzlarda geceleri solunum olayından dolayı kar­bondioksit artacağı için pH düşmekte, aksine gün­düzleri ise yükselmektedir. Bundan dolayı üretim uygulamalarında bu duruma dikkat edilmelidir.

Doğal sulardaki pH değişimleri fotosentez, so­lunum, sucul sistemdeki kalker içeren canlılar, asit yağmurları, buharlaşma, atık sular gibi olaylar so­nucunda değişiklik göstermektedir.

Biyokimyasal oksijen ihtiyacı, aerobik bakteri ve diğer mikroorganizmaların organik maddeleri kararlı son ürünlerine dönüştürmek için gereksi­nim duydukları oksijen miktarının bir ölçüsüdür. Su kalitesi izleme çalışmalarında biyokimyasal ok­sijen ihtiyacı; suyun kirlilik yükünün belirlenmesi, arıtım tesislerinde suyun temizlenme derecesinin tespit edilmesi ve arıtılmış suların çevre kaynak­larına deşarjı durumunda yönetmeliklerde verilen limit değerlere uygun olup olmadığının bir ölçü­tü olarak belirlenir. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı organik kirliliğin bir göstergesidir ve kısaca 1 litre suda, 5 günlük süreçte, 20 °C’de, sudaki aerobik bakterilerce tüketilen oksijen miktarını ifade et­mektedir. Kâğıt fabrikaları, besin üretim ve işleme fabrikaları gibi sanayi kuruluşları, atık su arıtma tesislerinden akarsu ve göllere atılan organik mad­deler ile tarımsal alanlarda kullanılan gübrelerdeki azot ve fosfor gibi nutrientlerin ayrışması sonucun­da BOİ artar. BOİ’nin artması ile birlikte sudaki mevcut çözünmüş oksijen aerobik bakteriler tara­fından tüketileceği için çözünmüş oksijen seviye­si düşecektir ve sudaki canlılar yeterince oksijen alamayacaktır. Böylece, su kaynaklarındaki biyo­lojik çeşitlilik azalacaktır. Sulardaki canlı sağlığı açısından BOİ seviyesinin 1-2 mg/L olması iyi bir durumdur, BOİ seviyesinin 3-5 mg/L olması su­yun kısmen temiz olduğunun göstergesidir ve BOİ değerinin 6-9 mg/L olması ise suyun kirlendiğinin bir göstergesidir.

Aerob bakteri oksijenli ortamda üreyebilen bakteridir.

Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) organik mad­delerin kimyasal madde ile ayrıştırılması (oksidas­yon) esnasında tüketilen oksijen miktarıdır. Biyo­kimyasal oksijen ihtiyacında organik maddelerin ayrıştırılması bakteriler tarafından yani biyokimya­sal reaksiyonla sağlanırken, KOİ’de kimyasal mad­de kullanılarak ölçülmektedir. Özellikle kıyılarda ve karasal deşarj noktalarında organik kirlenmenin bir göstergesidir.

Suların toplam sertliği (1 litrede mg olarak CaCO3 olarak ifade edilir) kalsiyum ve magnezyum tuzlarının miktarı şeklinde tanımlanır. Demir, ba­kır, alüminyum ve mangan gibi diğer metaller de toplam sertliğe katkı yapar. Ancak balık yetiştiri­ciliği yapılan doğal sularda bu metaller az miktar­larda bulunduğundan toplam sertliğe katkıları da ihmal edilecek kadar azdır. Sularda sertlik iki türlü­dür; kalsiyum ve magnezyumun bikarbonatlarının oluşturduğu sertlik karbonat sertliğini oluşturur ve kaynatılmakla giderilebildiği için bu sertlik geçici sertlik olarak tanımlanır. Kalsiyumun ve magnezyu­mun bikarbonat dışındaki sülfat gibi diğer anyon­ları ile oluşturdukları tuzların sertliği karbonat ol­mayan sertliği oluşturur ve bu sertlik kaynatılmakla giderilemeyeceğinden dolayı kalıcı sertlik olarak ifade edilir. Karbonat ve karbonat olmayan sertlik toplam sertliği verir. Doğal sular toplam sertlik de­recelerine göre yumuşak, orta sert, sert ve çok sert şeklinde sınıflandırılabilir:

Hem ılık hem de soğuk su balıklarının entan­sif yetiştiriciliği için en uygun sular pH’ın 6.5-9.0, sertliğin 5-200 mg/L ve alkalinitenin 100-200 mg/L (CaCO3 olarak) arasında olduğu sulardır. Yumuşak sular balıkların ihtiyaç uydukları kalsi­yum ve diğer mineraller açısından fakirdir ancak diyet komposizyonu bu eksikliği karşılayacak dü­zeydeyse balıklar bu durumu tolere edebilir. Tatlı su balıkları fazla miktarda üre ürettikleri için bo­şaltımla birlikte bir miktar kan elektrotları da atılır. Atılan tuzlar ve mineraller devamlı olarak sudan karşılanmak zorundadır. Bundan dolayı sert sular kalsiyum ve magnezyum veya her ikisi yönünden zengin olduğu için tatlı su balıkları yetiştiriciliği açısından daha uygun sulardır.

Sucul sistemlerde yüzeye yakın olan katman­larda aerobik mikroorganizmalar, ışığa gereksinimi olan algler, alt tabakalara doğru ise anaerobik mik­roorganizmalar faaliyet göstermektedir. Derinliğe göre mikroorganizma yükünün değişmesine ışık miktarı ve sıcaklık faktörleri de etki etmektedir. Derin sularda çözünmüş oksijen konsantrasyonu düşük ve ışık azdır. Işık özellikle fotosentez yapan algler için önemlidir. Ancak atık sularla, erozyon­la tarımsal topraklardan drenaj ve yağmur sularıyla birlikte besleyici elementlerin sucul sistemde aşırı artması sonucu alg çoğalması meydana gelir ve yü­zeyde oluşan tabaka kalınlaştıkça güneş ışığının alt tabakalara nüfuzu azalır. Derin bölgelerdeki bitkiler ve hayvanlar çözünmüş oksijen azlığından dolayı ölmeye başlar ve bunun sonucu olarak dipte aşırı organik madde birikimi meydana gelir. Bu organik maddeler bakteriler tarafından ayrıştırılır. Bu du­rum aynı zamanda bakterilerin de artmasına sebep olur ve bu ayrıştırma faaliyetleri esnasında oksijen harcandığından bölgedeki oksijen oranı oldukça azalır ve metabolizma ürünü olan karbondioksit or­tama verilir. Ortam anaerobik olmaya başlar ve bu oksijensiz tabaka giderek artar. Anaerobik bakteriler tarafından organik maddelerin ayrışması sonucun­da balıklar için çok tehlikeli olan hidrojen sülfür ve metan gibi gazlar üretilir. Yetiştiricilik havuzlarında oksijensiz tabaka arttıkça özellikle sabaha karşı ba­lıklar için yeterli oksijen kalmayabilir ve toplu balık ölümleri görülebilir. Ayrıca bazı deniz ve tatlı su algleri güçlü sinir ve karaciğer toksinleri üretir. Üre­tilen bu toksinler hem doğal sularda hem de balık üretim tesislerinde balık ölümlerine sebep olabilir.

Balıklarda ölçülen konsantrasyonun, yaşam çevreleri olan sudaki konsantrasyonuna olan ora­nına “Biyokonsantrasyon Faktörü” ya da “Biyoa­kümülasyon Faktörü (BAF)” denir. Bu terim, can­lının toksikantı yani kirletici etmeni çevresinden ne kadar akümüle ettiğini göstermesi açısından ol­dukça önemlidir. Toksikoloji açısından en önemli terimlerden ikisi de “akut” ve “kronik” etkilerdir.

Toksikanta yüksek dozlarda maruziyet sonucu olu­şan anlık etkilenmelere “akut” etki denir.

Toksikanta dü­şük dozlarda maruziyet sonucu oluşan uzun süreli etkilenmelere ise “kronik” etki denilmektedir.

Balıklar açısından toksikolojide en önemli or­gan, şüphesiz solungaçlardır. Solunum, boşaltım ve osmoregülasyondan sorumlu olan solungaçlar, toksik kimyasallara sürekli ve direkt olarak maruz kalmaktadır. Bu organın işleyişindeki temel unsur olan primer (birincil) lamella filamentleri, solungaç kemiğine tutunmuş olarak bulunmaktadır. Ayrıca etkinliği artırmak adına bu lamellaların altında ve üstünde seconder (ikincil) lamellar da yer almaktadır. Su tüm bu plakalardan geçerken gerekli oksijen so­lungaçlar tarafından absorbe edilir. Bu levhaların dışındaki epitel hücrelerindeki kan akışı, suyun akışına zıt yönlüdür ve bu mükemmel mekanizma oksijeni en iyi şekilde almayı sağlamaktadır. Ancak bu etkin me­kanizma oksijenin yanı sıra toksik metallerin de çok etkili bir şekilde vücuda girmesine neden olmaktadır. Sudaki toksikant böylece solungaçlarca absorbe edilerek kan dolaşımına sokulmak suretiyle tüm vücuda yayılır. Sucul sistemlerde toksik metal konsantrasyonun ani ve yüksek seviyeli artışlarında, balıkta gözlenen en önemli akut etki, seconder lamellalardaki epitel hücreler üzerindeki ciddi tahrişlerdir.

Toksik metallerin balık vücuduna diğer giriş mekanizmaları, deri ve sindirim sistemidir. Deride yer alan mukus tabakası bakteri ve toksikant girişlerinde önemli bir bariyer teşkil etse de özellikle sediment ile direkt temas hâlinde yaşayan balıklarda deriden toksikant girişi oldukça yüksek seviyelere çıkabilir. Yine diyetlerinde yer alan besinlerin ihtiva ettiği toksik metalleri de direkt olarak vücutlarına almış olurlar.

Balık vücuduna giren toksikantlar etki mekanizmasına göre farklı doku ve organlarda birikir ve onlara zarar verir. Karaciğer dokusunda yer alan metallotionein proteinleri, toksikantları detoksifiye edebilme kabiliyetinde olduğu gibi, bunların bir kısmı safra sıvısı ile de vücuttan atılabilir. Ayrıca kan dokuda yer alan bazı proteinlerce sarılarak çözünmez hâle getirildikten sonra vücuttan atılabilir ya da çeşitli organlarda biriktirilebilir.

Balıklar soğukkanlı oluşları nedeniyle, memeliler gibi sıcakkanlı hayvanlara oranla daha bağımsız bir organizasyona sahip fizyolojileri vardır. Balık yaşa­mında çok önemli bir tampon görevi gören bu me­tabolik yapı, balıkların çevresel değişimlere ve toksi­kantlara karşı toleranslarının, sıcakkanlılardan fazla olmasını sağlamaktadır. Balıkların toksik metallere karşı en hassas oldukları dönem, yumurtadan yeni çıktığı dönemdir ve genel olarak balık büyüdükçe toksikant toleransı da artış göstermektedir. Yüksek protein içerikli besinler ile beslenen balıklarda toksik metallerin zararlı etkileri, düşük proteinli besinler­le beslenenlere göre belirgin şekilde düşüktür.

Suları sert olan bölgelerde pH genel olarak daha yüksektir ve bu durum metallerin toksisitesinin düşük olmasına neden olur. Ayrıca balıkların, sert sularda, solungaçlarından daha düşük seviyelerde metal absorbe ettiği bilinmektedir.