Связь между жесткостью воды и здоровьем рыб.

Жесткость воды является одним из важнейших показателей качества воды, так как она серьёзно влияет на здоровье рыб. Несмотря на это, зачастую ей не уделяется должное внимание. В самом деле – большинство владельцев рыб никогда не проверяют жесткость воды. Нередко случается такое, что в ухоженном аквариуме обнаруживается достаточно высокий уровень нитратов.

Жесткость воды серьезно влияет на рН воды, который в свою очередь влияет на токсичность многих веществ, от которых зависит здоровье рыб. Также, рН воды серьёзно влияет на осморегуляцию и осмотическое давление, которые очень важны для здоровья рыб.

Что такое жесткость воды ?

В воде, которая течет из наших кранов, растворено большое количество разных веществ. Жесткость характеризуется концентрацией в воде двухвалентных ионов металлов, таких как кальций, магний, железо, цинк и т.д. В основном, они накапливаются, когда дождевая вода просачивается через камни. Большую часть жесткости в воде составляют кальциевые и магниевые соли, с малой примесью других металлов.

 

Два вида жесткости.

Зачастую, путаницу в данной теме добавляет наличие двух типов жесткости, которые следует принять во внимание. Это постоянная жесткость и уровень щелочей (который часто упоминается как уровень карбонатов или временная жесткость). Сумма обоих видов жесткости называется общей жесткостью или суммарной жесткостью.

Под уровнем щелочей подразумевается жесткость, появляющаяся вследствие накопления ионов карбонатов и бикарбонатов, и напрямую влияет на растворимую емкость воды. Этот вид жесткости также называется уровнем карбонатов или временной жесткостью, так как он может быть нейтрализован обычным кипячением воды. Следствием этого вида жесткости является накипь в чайниках.

Постоянная жесткость показывает концентрацию таких ионов как нитраты, сульфаты, хлориды и т.д., которые не могут быть удалены из воды простой процедурой кипячения. В основном они не влияют на буфферизацию воды, но могут влиять на уровень рН.

Зачастую уровень общей жесткости воды ненамного превышает уровень щелочей (который выражается количеством СаСО₃ на литр воды) в воде, так как уровень постоянной жесткости очень низкий.

Хотя существует тесная связь между жесткостью воды и ее буфферизацией, следует уяснить, что жесткость, в основном, является продуктом ионов кальция и магния, несмотря на то, что буферизация зависит от концентрации карбонатов и бикарбонатов. Тесная связь между буферной емкостью и наличием кальциевых и магниевых ионов является следствием того, что жесткость в основном является производной кальциевых и магниевых карбонатов.

Так что, первым делом следует запомнить, что жесткая вода имеет большую буферную ёмкость, чем мягкая вода. Тем не менее, следует иметь в виду, что из-за различного состава воды, вполне возможна ситуация, когда жесткая вода обладает низкой буфферизацией, например, вода, в которой высокий уровень постоянной жесткости. Также, не исключена ситуация, когда мягкая вода обладает высокой буферной ёмкостью, например, вода, в которой высокий уровень содержания натриевых и калиевых карбонатов, а не кальциевых и магниевых. Очевидно, что самый простой способ контролировать состав воды в вашем аквариуме – это проверять уровень обоих типов жесткости. Наборы для тестов доступны для обоих типов жесткости.

 

Карбонатная, бикарбонатная и CO₂ буфферные системы.

Начальный рН воды в основном определяется типом веществ, которые вы добавите в неё, но химические изменения, произошедшие с ней до того как она достигла вашего крана, также имеют значение. Вне зависимости от всего этого, после того как вода попала в аквариум, она также находится под влиянием других факторов, таких как дыхание животных и растений и фотосинтез растений. Благодаря буфферным механизмам, эти естественные процессы не вызывают серьёзных колебаний рН.

Самым простым механизмом является буфферные системы карбонатов, бикарбонатов и двуокиси углерода. По существу, данный системы стабилизируют уровень рН, впитывая избыточные ионы водорода при высоком уровне и выпуская их при низком уровне так, что концентрация водорода и, как следствие, уровень рН остается постоянным.

CO₂ + H₂O –> H₂CO₃–> HCO^- + H⁺–> CO₃^2- (в осадке) + 2H⁺

Данное уравнение показывает нам, что двуокись углерода, выделяемая рыбами и растениями, растворяется в воде и превращается в угольную кислоту (Н₂СО₃). Если уровень рН повышается, то есть увеличивается уровень щелочей (например, из-за фотосинтеза растений), тогда угольная кислота разлагается на бикарбонаты и ионы водорода (НСО₃^- +Н⁺). Ионы водорода являются кислото-формирующими ионами и поэтому противодействуют увеличению уровня щелочей. Если рН продолжит расти, то бикарбонаты диссоциируют, перейдут в осадок и выпустят больше ионов водорода (CO₃^2- (в осадке) + 2H⁺), что опять же будет противодействовать увеличению уровня щелочей. Если рН падает, то процесс начинает действовать в обратном направлении. В нормальном аквариуме, с уровнем рН в районе 7-8, присутствуют все вещества из уравнения с доминированием бикарбоната (СО₂). Карбонат преобладает в составе воды в случае, когда рН выше 9.

Буферная емкость воды зависит от общего количества карбонатов и бикарбонатов. Вода с низким содержанием этих ионов очень быстро теряет способность противодействовать изменениям рН.

 

Какой уровень жесткости ?

Вопрос жесткости воды довольно непростой, так как каждая рыба предпочитает свой уровень жесткости воды. Также может смутить тот факт, что применяются различные единицы измерения, для выражения уровня жесткости воды. Наиболее широко применяемой единицей измерения, как уровня щелочей, так и уровня постоянной жесткости является концентрация карбоната кальция (СаСО₃) в миллиграммах на литр воды. Другой часто применяемой единицей измерения, применяемой компанией «Тетра», является «German Hardness», измеряемая в °dH. Обе единицы измерения приведены в таблице 1.

Вода	Концентрация карбоната кальция (мг\Л)	°dH
мягкая	0-75	0° – 4°
средней жесткости	75-150	4° – 8°
жесткая	150-300	8° – 16°
очень жесткая	>300	>16°

Таблица 1. Диапазоны уровней жесткости воды.

Для того, чтобы перевести из °dH в концентрацию CaCO₃, умножьте на 17,9.  

Жесткость воды и здоровье рыб.

Разные виды рыб предъявляют разные требования к жесткости воды, поэтому очень важно выяснить, какой уровень жесткости подходит больше всего для ваших рыб. Для многих аквариумных рыб, таких как Кои и золотые рыбки, больше всего подходит вода средней жесткости. Из таблицы 1 видно, что оптимальным уровнем жесткости для большинства рыб является уровень от 100 до 300 мг СаСО₃ на литр.

Н а рисунке 1. Осморегуляция у пресноводных рыбок. 2. Осморегуляция у морских рыбок.

Здоровье рыб зависит от жесткости воды, так как она влияет на их осморегуляцию. Находясь в воде, рыбы постоянно находятся под влиянием веществ, которые находятся в ее составе. Как следствие осмоса, у пресноводных рыбок наблюдается постоянный приток воды в организм, в то время как морские рыбы живут с постоянным оттоком воды.

Для того, чтобы снизить воздействие постоянного перемещения воды извне и внутрь своего тела, рыбам приходится контролировать концентрацию жидкостей внутри себя – данный процесс называется осморегуляцией. Чем больше разница между концентрацией жидкостей снаружи и внутри рыбы, тем больше осмотический эффект. Так как жесткая вода более концентрированная, чем мягкая, данная разница будет меньше и, как следствие, приток воды будет ниже, а значит, процесс осморегуляции будет для рыбы проще. Это особенно важно для противодействия развитию бактериальных язв, которые являются следствием проникновения большого количества воды в раны рыб.

 

Жесткость воды и лечение болезней.

Жесткость воды серьезно влияет на процесс лечения некоторые болезней рыб и это надо иметь в виду при расчете дозы лекарств. Пожалуй, самым чувствительным лекарством является хлорамин-Т, который довольно токсичен в мягкой воде с высокой концентрацией кислот.

 

Как мне изменить жесткость воды ?

Во-первых, так как процесс нитрификации постоянно снижает уровень щелочей в воде, необходимо постоянно наблюдать за жесткостью воды и проверять хотя бы один раз в месяц. Если уровень щелочей или общая жесткость падает ниже оптимального уровня, то они могут быть восстановлены добавлением кальцийсодержащих веществ, таких как перемолотые ракушки устриц, в фильтр, или добавлением дополнительного раствора в воду. Если уровень щелочей слишком низкий, то добавьте раствор карбоната. Если общая жесткость воды слишком низкая, тогда следует добавить раствор кальция или магния.