Вода в природе редко бывает чистой и дистиллированной, она содержит растворенные соли, питательные вещества и т. д., концентрация которых зависит от местных условий. Рыбы и растения развивались в течение миллионов лет в конкретных условиях и могут попросту не выжить в воде, которая существенно отличается по химическому составу от водоема их привычного местообитания.

Начинающие аквариумисты предпочитают содержать рыбок, которые могут жить в обычной водопроводной воде. Опытные и аквариумисты могут изменять характеристики воды в соответствии с потребностями рыб, хотя сделать это почти всегда труднее, чем кажется на первый взгляд. В любом случае, вы должны знать достаточно о химическом составе воды, чтобы вода в аквариуме соответствовала потребностям рыб, которых вы держите.

Вода имеет четыре измеряемых свойства, которые обычно используются, чтобы характеризовать ее химический состав. Это:

1. Мера кислотности воды (рН).
2. Карбонатная жесткость (буферная емкость, kH)
3. Общая жесткость (gH)
4. Минеральный состав воды.

рН – Мера кислотности воды

рН является мерой соотношения свободных ионов водорода (H ⁺) и свободных ионов гидроксида (OH) в воде. Измеряется по шкале от 0 до 14. pН=7 считается нейтральной, рН ниже 7 – кислой и рН выше 7 – основной или щелочной.

Для начинающих химиков уравнение выглядит следующим образом:

Подобно шкале Рихтера для измерения силы землетрясений, шкала рН является логарифмической. Другими словами, вода с рН=6,0 в 10 раз более кислая, чем вода с рН=7,0 и рН=5,0 в 100 раз более кислая, чем рН=7.0.

Для аквариумистов важны два аспекта рН. Во-первых, быстрое изменение рН вызывает стресс для рыб, и его следует избегать. Изменение рН на более чем 0,3 пункта в день может вызвать у рыб стресс. Таким образом, рН вашего аквариума нужно поддерживать постоянным и стабильным в течение длительного времени. Во-вторых, рыбы приспособились жить в воде определенного (иногда узкого) значения рН. Значит, вы должны быть уверены, что рН в вашем аквариуме отвечает условиях содержания тех рыб, которых вы держите.

Когда pH падает из-за увеличения концентрации кислот (например повышение концентрации нитритов [NO₂] и нитратов [NO₃]), карбонаты и бикарбонаты реагируют с кислотами и «нейтрализуют» их. При этом щелочность воды (kH) понижается. Если в воде все больше и больше кислоты (нитратов), то щелочность все ниже и ниже, и в конце концов больше не сможет буферизировать (сохранять) pH. Когда щелочность сильно упала, то есть исчерпался буфер kH, pH резко падает.

Так как кислота, которой является нитрат, – конечный продукт азотного цикла, это объясняет, почему в аквариуме со временем уровень нитратов повышается, а уровень pH понижается.

Оптимальным уровнем pH в аквариуме с растениями считается 6,8–7,2.

В мягкой воде с низким pH=6,0 примерно 80% двуокиси углерода будет находится в форме CO2 или в виде угольной кислоты [H2CO3], и только 20% в виде гидрокарбоната. При pH=7.0 преобладает бикарбонат HCO3-. Соответственно, чем ниже pH, тем больше CO2 находится в легко доступной для растений форме.

При повышении pH с нормальных 7,0 до 8,0 менее токсичный аммоний [NH4+] переходит в форму высокотоксичного аммиака [NH3] – его доля увеличивается с 0,5% до 5% – в 6 раз !

Большинство рыб может приспособиться к рН, немного отличающемся от оптимального диапазона. Если рН вашей воды находится в пределах от 6,5 до 7,5, вы сможете содержать большинство видов рыб без каких-либо проблем. Если рН в пределах этого диапазона, то нет необходимости его корректировать.

Таблица кислотности воды (рН)

kH – буферная емкость (карбонатная жесткость, щелочность)

Карбонатная жесткость, выраженная в градусах жесткости (kH). измеряет количество карбонатов и бикарбонатов в воде. На самом деле kH измеряет не жесткость, а щелочность воды (буферная емкость – способность нейтрализовать кислоты).

Буферная емкость относится к способности воды сохранять стабильный рН при добавлении кислоты или щелочи. рН и буферная емкость тесто связаны друг с другом. Если вода имеет достаточный потенциал буферизации, буферная емкость может поглотить и нейтрализовать кислоты без существенного изменения рН. Концептуально буфер действует наподобие большой губки. «Мощность» губки, тем не менее, ограничена – как только буферная емкость расходуется, рН при добавлении кислоты изменяется более быстрыми темпами.

Буферизация имеет как положительные, так и отрицательные стороны. С одной стороны, без буферизации рН в аквариуме будет падать с течением времени – это плохо. С достаточной буферизацией рН остается стабильным – это хорошо. С другой стороны, жесткая водопроводная вода почти всегда имеет большую буферную емкость. Если рН воды слишком высок для рыб, буферная емкость затрудняет снижение рН до более подходящего значения.

В пресноводных аквариумах буферная емкость воды связана с содержанием карбонатов и гидрокарбонатов. Таким образом, термины «карбонатная жесткость» (kH), «щелочность» и «буферная емкость» используются как синонимы. Хотя технически это не одно и то же, на практике они эквивалентны. Примечание: термин «щелочность»' не следует путать с термином «щелочной». Щелочность относится к буферизации, а «щелочная» относится к воде с высоким значением рН (например, > 7).

Какая буферная емкость необходима вашему аквариуму? Чем больше значение kH, тем вода более устойчива к изменениям рН. Уровень kH должен быть достаточно высоким, чтобы предотвратить резкие колебания рН в аквариуме с течением времени. Если kH ниже 4,5 dН, вы должны обратить особое внимание на рН в аквариуме. Это особенно важно, если вы не часто меняете воду в аквариуме. В круговороте азота существует тенденцию к уменьшению значения рН со временем. Изменение рН зависит от количества и скорости производства нитратов, а также kH. Если рН падает более чем 0,5 пункта в течение месяца, вы должны подумать об увеличении kH или производить частичную замену воды чаще.

Примечание: не рекомендуется использовать в аквариуме дистиллированную воду. По определению, дистиллированная вода практически не имеет буферной емкости. Это означает, что добавление даже немного кислоты значительно изменит рН.

gH – общая жесткость

Общая жесткость (GH) – это общее количество ионов магния (Mg +) и кальция (Ca +) в воде. «Жесткая» вода часто поступает из водоносных горизонтов, проходящих в известняке. Известняк содержит карбонат кальция, который при растворении в воде увеличивает значение как gH (от кальция), так и kH (от карбоната). Увеличение значения kH также обычно увеличивает рН.

Жесткость воды измеряется в следующих единицах. Термин dН обозначает «градус жесткости», а ppm означает « часть на миллион», что примерно эквивалентно мг/л в воде. 1 градус dН равен 17,8 ppm CaCO _3. Большинство тестов показывают жесткость в градусах CaCO3; и это означает, что жесткость эквивалентна количеству CaCO3 в воде, но это не значит, что фактически такое количество CaCO3 содержится в воде._.

Таблица общей жесткости воды

Соленость

Соленость воды – общее количество растворенных в ней веществ. Соленость рассчитывать как сумма компонентов kH и gH, а также других веществ, в частности, натрий. Значение солености воды важно для морских аквариумов. В пресноводных аквариумах достаточно знать значения рН, kH и gH.

Некоторые пресноводные рыбы легко переносят (или даже чувствуют себя лучше) небольшое количество соли в воде. Кроме того, паразиты (например, ихтиофтириус) не переносят соль вообще. Таким образом, добавление соли в концентрации до 1 столовой ложки на 5 литров может реально помочь предотвратить и вылечить рыб от ихтиофтириуса и других паразитарных инфекций.

С другой стороны, некоторые виды рыб не переносят соль. Все бесчешуйчатые рыбы, а также некоторые сомы, например, рода Corydoras, гораздо более чувствительны к соли, чем большинство пресноводных рыб. Добавляйте соль, только если вы уверены, что это не нанесет вред обитателям аквариума.

Питательные вещества и микроэлементы

Водопроводная вода содержит питательные вещества и микроэлементы в очень низких концентрациях. Наличие (или отсутствие) микроэлементов может быть важно в некоторых ситуациях.

Наиболее распространенные микроэлементы:

•  нитраты;
•  фосфаты, которые связаны с ростом водорослей. Если у вас постоянные проблемы с водорослями, причиной может быть высокое содержание фосфатов. Оптимальный уровень фосфатов в аквариуме – 0,2 мг/л и ниже. Для контроля роста водорослей рекомендуются частая подмена воды.
• железо, в котором нуждаются растения. Водопроводная вода во многих районах может не содержать железа.

Углекислый газ (CO₂)

Углекислый газ не также является неотъемлемой частью химического состава воды. CO₂ присутствует в воде в гораздо большем количестве, чем кислород и азот вместе взятые (70:2:1). Часто аквариумисты используют установки CO₂, чтобы увеличить темпы роста растений. Но углекислый газ напрямую связан с уровнем kН и рН. Когда углекислый газ растворяется в воде, в аквариуме увеличивается количество кислоты и снижается значение рН. Количество присутствующих в воде карбонатов (kH) будет определять, насколько падает уровень рН.