Перманганат калия (KMnO₄) используется во время водоподготовки для окисления железа и марганца, устранения неприятного вкуса и запаха, а также патогенных микроорганизмов. В аквакультивировании и, в частности, рыбоводстве перманганат применяется для повышения содержания растворенного кислорода в прудах, где он окисляет органические вещества, удаляет ароматобразующие вещества и альгициды, инактивирует рыбные токсины актиномицин-A и ротенон. Кроме того, данное соединение является медикаментозным средством в борьбе с бактериальными заболеваниями жабр, внешними проявлениями колумнариоза, эктопаразитами или грибковыми инфекциями


В настоящее время затруднена оценка значимости перманганата калия в контролируемых условиях разведения водных животных, потому что он имеет генерализованный характер влияния. Основная роль данного вещества заключается скорее в окислении органической материи, чем в оказании терапевтических эффектов или эффектов пестицида.

Свойства KMnO₄ и история его применения в аквакультивировании привели к ряду вопросов:

1. Каков его механизм действия?

2. Он действительно лекарство, пестицид, либо что-то иное?

3. Если он не лекарство и не пестицид, как можно безопасно использовать его по назначению, не рискуя при этом здоровьем людей?

Не смотря на то, что не существует систематического обзора, посвященного рациональному использованию перманганата калия, во многих хозяйствах уже имеется практический опыт по его внесению.

1. В пруду KMnO₄ образует кислород в течение короткого времени. Количество химически высвобождаемого кислорода едва ли можно измерить. Имеющаяся в водоеме высокая загрузка органикой, в виде взвеси и осадка, сильно снижает объем доступного кислорода (тоже верно и в случае медикаментозной обработки). Существуют более экономически выгодные способы повышения кислорода в пруду. В проточной системе, вероятно, он никогда не применялся с целью обогащения воды кислородом, потому что оказывается неэффективен

2. Перманганат калия помогает бороться с органикой в проточной системе и, вероятно, пруду. Эмпирические наблюдения говорят о повышении выживаемости рыбы и улучшении потребления ими пищи. Механизм возрастания выживаемости связан со снижением органической и, соответственно, бактериальной нагрузки.

3. В попытке влияния на вкусовые качества воды KMnO₄ не может долго применяться в водоемах с канальным сомом или других прудах с теплой водой. Данное вещество затруднительно использовать в пруду. Оно дорогое, а для устранения слишком большого количества органики может потребоваться длительное его воздействие.

4. Если KMnO₄ и применяется в качестве альгицида, то очень редко. Для этих целей существует множество других более эффективных химических соединений (хелатные комплексы меди или сульфат меди). Как частный случай, перманганат может вноситься в мягкую воду, в которой медь проявляет сильную токсичность.

5. В практике аквакультивирования KMnO₄ используется для окисления актиномицина-A и ротенона в прудах и проточной воде. Актиномицин является селективным токсином для борьбы с рыбой, имеющей чешую, а ротенон это широкого спектра действия рыбий яд.

6. Перманганат калия используется для обработки пруда с сомами, демонстрирующими внешние проявления колумнариоза (жабры и кожа). Однако эффективность данной меры никогда не была научно обоснована. В проточной системе с относительно низкой органической нагрузкой имеются эмпирические свидетельства, указывающие на снижение количества возбудителей бактериальных инфекций в окружающей среде или на жабрах. Не смотря на отсутствие экспериментального подтверждения, данное соединение может оказаться эффективным при обработке икры, инфецированной грибками Saprolegnia spp., а также в борьбе с возбудителем ихтиофтириоза и другими внешними паразитарными инфекциями.

7. В большей степени, перманганат калия выступает дезинфицирующим средством, чем медикаментозным, что было подтверждено на практике. При достаточно долгом воздействии в концентрации 2-4 мг/л он убивает бактерий. Эффективность против вирусов продемонстрирована в процессе краткосрочной обработки (10 минут) в концентрации 50 мг/л. Стоит отметить, что при низкой органической нагрузке в воде рыбы выдерживают 20-60 минутные ванны с раствором 1-2 мг/л KMnO₄.

Механизм действия
Находясь в воде, перманганат калия проявляет высокую активность. Он окисляет различные органические и неорганические соединения, при этом реакция сопровождается выделением тепла. Mn 7+ восстанавливается до диоксида марганца (MnO2, Mn4+), который оседает в растворе. Скорость реакции очень высокая и зависит от температуры, pH и концентрации реагентов.

В условиях повышенной кислотности уравнение реакции имеет следующий вид:

MnO₄¯ + 4H+ + 3e¯ → MnO₂ + 2H₂O

MnO₄¯ + 8H+ + 5e¯ → Mn₂+ + 4H₂O

В щелочных условиях:

MnO₄¯ + 2H₂O + 3e¯ → MnO₂ + 4OH¯

В воде, в которой разводится рыба, описанные процессы будут протекать аналогичным образом, однако, в отличие от питьевой воды, вода в аквакультуре имеет высокую степень органической нагрузки. Последнее играет ключевую роль, потому что уровень органики в толще воды или в осадке повлияют на характер воздействия конкретной дозы перманганата, что определит тот или иной эффект. Присутствие окисляемой органической или неорганической материи снижает дезинфицирующие свойства KMnO₄ и повышают невосприимчивость к нему со стороны рыбы. Эмпирически доказано, что радужная форель при низком уровне органики выдерживает концентрацию KMnO₄ – 1-2 мг/л в течение 20-30 минут.

Фактически нет свидетельств того, что перманганат калия является терапевтическим средством. Контролируемые клинические исследования непригодны для демонстрации эффективности данного вещества в лечении внешних проявлений колумнариоза или против инфецирования Ichthyopthirius. Сомнительна и его пригодность в борьбе с бактериальным заболеванием жабр, что связано с самой природой инфекции. Дело в том, что бактериальное заболевание жабр связано с множеством условно-патогенных организмов, включающих аэромонад, флавобактерий и псевдомонад. Заболевание, само по себе, определяется как жаберное на основе плохих условий содержания. Заявление об успешном его лечении может просто отражать способность KMnO₄ улучшать качество воды.

Наконец, KMnO₄ не является пестицидом в прямом смысле этого слова. Под пестицидами понимаются вещества или смесь, которая предотвращает, разрушает и, тем самым, снижает количество сорняков. Они используются в качестве регуляторов роста растений, дефолиантом, влагопоглотителей, и/или стабилизаторов азотного цикла. В свою очередь, перманганат лишь обладает окислительным потенциалом.

——
John R. MacMillan. Potassium Permanganate: What is it and how can we ensure it is safely used in US Aquaculture Potassium. Permanganate White Paper. 2009