Вода, основные параметры Ph, Kh, Gh

Вода. Как много мощи и смысла скрыто в этом слове. Без воды любая жизнь на нашей планете была бы невозможна, да и сама жизнь зародилась именно в воде. Давайте же поближе познакомимся с этой великой силой, являющейся родным домом для всех видов, обитающих в наших аквариумах.

Несмотря на огромное количество пресноводных водоёмов по всему миру, со всем разнообразием видов, обитающих в них, они содержат в себе менее 0.3% от общего количества воды на планете. Вода является одним из лучших растворителей и не встречается в природе в чистом виде.

В зависимости от каждого конкретного источника может содержать различные примеси в различных концентрациях и отношениях друг к другу. Даже в пределах одного водоёма она может отличаться по параметрам и химическому составу. Каждого аквариумиста, в первую очередь, должен интересовать химический состав и параметры воды, которая поступает к нему в дом по системам водоснабжения.

Населённые пункты снабжаются водой из поверхностных (реки, озёра) или подземных (скважины) источников.

Состав воды из подземных артезианских источников стабилен по химическому составу и практически не изменяется. Однако в определённых случаях такая вода может оказаться крайне непригодной для использования в аквариуме.

Как правило, вода из поверхностных источников более сбалансирована по составу для содержания аквариума. Это и не удивительно — растения и рыбы обитают именно в них. Химический состав поверхностных вод и подземных неглубокого залегания (грунтовые воды) менее стабилен и может существенно колебаться в течение года или даже из-за обильных осадков.

От химического состава и основных параметров, формируемых ими, в огромной мере зависит построение будущей экосистемы аквариума.

В рамках данной статьи, призванной помочь начинающим аквариумистам разобраться в основах и составить общее представление о параметрах воды, автор постарается углубляться в химические взаимодействия и терминологию минимально, насколько это возможно.

Для понимания трех основных параметров Ph, Kh, Gh, нам нужно вспомнить азы школьного курса химии.

Возьмём поваренную соль, которая есть у каждого на кухне. С химической точки зрения, это вещество называется хлорид натрия (NaCl) и состоит из двух компонентов Натрия (Na) и Хлора (Cl). В сухом виде соль представляет собой единую молекулу (электрически нейтральную частицу). Когда мы растворяем её в воде, молекулы распадаются (в научной терминологии — диссоциируются) на два отдельных иона: Na+ с положительным зарядом (ионы с положительным зарядом называют Катионы) и Cl- с отрицательным зарядом (ионы с положительным зарядом называют Анионы). Если вода не имела других примесей, и её выпарить, ионы опять соединяться вместе, оставив нам молекулы поваренной соли. Процесс распада молекул на ионы в воде при определённых условиях присущ многим химическим соединениям.

Познакомимся с основными параметрами воды.

Жёсткость воды (Gh) и Щёлочность (Kh) в поверхностных водах, по большей части, обуславливается процессом взаимодействия воды (H2O), растворённого в ней углекислого газа (CO2) с карбонатными породами (известняки, доломиты), имеющими в своём составе карбонат кальция (СаСО3) и карбонат магния (MgСО3). В результате данного взаимодействия в воде появляются катионы магния (Mg++) и кальция (Ca++), а также анионы — гидрокарбонаты (HCO3-).

  • Gh (Жесткость воды) — свойство воды, формируемое количеством растворённых в ней щёлочноземельных металлов. В основном, это «соли жесткости», включающие кальций (Ca) и магний (Mg). Классификация разнится применительно к аквариумистике. Воду можно разделять на мягкую (Gh<5°dH), средней жёсткости (Gh=5-12°dH), жесткую (Gh>12°dH).
  • Kh (Щелочность воды) — показатель количественной оценки воды в способности реагировать с ионами водорода (H+). Kh так же называют «буферностью» воды. В основном, обуславливается наличием в воде карбонатов (СО32−) и гидрокарбонатов (НСО3), но включает в себя и другие вещества. Щёлочность воды, обусловленная присутствием карбонатов и гидрокарбонатов называется карбонатной, которая, в свою очередь, является основной частью Kh поверхностных водоёмов.

В аквариумистике для измерения Gh и Kh используется немецкий градус жёсткости (°dH).

Молекулы воды также подвержены процессу распада (диссоциации). Примерно 1 из 10 000 000 молекул H2O распадается в общем объёме воды с образованием двух ионов: катиона водорода (H+) и аниона гидроксида (OH-).

  • Ph (Кислотность воды, Водородный показатель) — мера активности ионов водорода (H+). Данный показатель крайне динамичен и формируется под воздействием многих факторов. Измеряется по шкале от 0 до 14. Вода с Ph = 7 является нейтральным, с Ph < 7 – кислой, с Ph > 7 — щелочной.

Ионы воды крайне активны и участвуют в огромном количестве химических взаимодействий, а их количества по отношению друг к другу и формируют Ph.

Ph тесно взаимосвязан с показателем Kh (щелочность воды) и концентрацией растворённого в воде углекислого газа (СО2).

С увеличением показателя щёлочности воды (Kh) — Ph увеличивается. Это происходит потому, что карбонаты (CO3—) и гидрокарбонаты (HCO3-) вступают в реакции с ионами водорода (H+), их количество становится меньше гидроксидов (OH-) и, следовательно, повышается Ph.

С концентрацией углекислого газа (CO2) в воде — обратное взаимодействие, при увеличении CO2 — снижается Ph. Данный процесс будет подробнее освещён в теме про углекислый газ.

В зависимости от природного ареала обитания рыб, растений и креветок, у них сформированы определённые потребности к данным показателям. Аквариумисту необходимо стремиться максимально возможно приблизится к ним в аквариуме. Например, рыбы и растения бассейна реки Амазонка в природе обитают в очень мягкой/мягкой и кислой воде, в то время как малавийские цихлиды — жёсткой и щелочной. Это не означает, что в воде с другими параметрами они погибнут. Рыбы способны довольно успешно адаптироваться, и большинство аквариумных рыб могут содержаться в аквариумах при Gh от 3 до 15. То же самое касается и аквариумных растений: многие из них возможно успешно содержать в достаточно широком диапазоне жёсткости воды.

Ph является важнейшим показателем, кислотность среды влияет на большое количество химических и физические процессов, влияет на активность многих веществ. В большинстве пресноводных водоёмов диапазон ph варьируется от 5 до 8. Помимо буферности воды (Kh) и концентрации углекислого газа (CO2), на Ph оказывают влияние также другие растворённые в воде вещества, преимущественно сильные кислоты. Рыбы способны адаптироваться к воде с определённым значением Ph, но для них смертельно опасны быстрые (несколько десятков минут) и существенные (более 1 единицы Ph) его изменения! То же самое справедливо и для изменений, как химического состава воды в целом, так и её жёсткости и щёлочности в частности. Данное влияние обязательно нужно учитывать при пересадке рыб из одной воды в другую. Нужно дать им возможность постепенно адаптироваться к новой воде, плавно изменяя её состав (подливая одну в другую).

В отличие от рыб, способных приспосабливаться к широкому диапазону Ph, аквариумные растения, в большинстве своём, предпочитают нейтральную и слабокислую воду (Ph = 6,5-7). Успешное содержание многих из них при Ph > 8 становится невозможным. В щелочной воде большинство растений скорее выживают, чем растут. Ph — очень динамичный показатель, он меняется в аквариуме даже в течение дня. Наибольшее влияние на него оказывают растения и бактерии. Растения, поглощая углекислый газ в дневной фазе фотосинтеза, активно повышают Ph. Ночью в процессе дыхания растения выделяют углекислый газ, и Ph снижается. Выделение CO2 при дыхании гораздо менее активно, чем поглощение при фотосинтезе и оказывает меньшее воздействие на Ph. Постоянное влияние на Ph оказывают бактерии и микроорганизмы, которые в результате своей жизнедеятельности выделяют CO2, а также органические кислоты, снижающие Ph.

Коротко ознакомившись с основными параметрами воды, перейдём к способам их измерения и коррекции, а также познакомимся с основами водоподготовки.

Для измерения основных показателей в арсенале аквариумиста имеются тесты. Тесты разделяют на тест-полоски и капельные. Автор отдаёт предпочтение капельным тестам, ввиду их большей точности при измерениях. Контроль Ph возможен с применением измерительного прибора — Ph-метра. Также для определения параметров можно воспользоваться информацией, предоставляемой водоснабжающей организацией. Для примера воспользуемся сведениями, опубликованными на сайте МУП “Энгельс-Водоканал”

В РФ при обозначении жёсткости и щёлочности применяется российский градус жёсткости (°Ж ).

Аквариумисты, как говорилось выше, применяют немецкий. 1 °Ж = 2,804 °dH. Несложными расчётами получаем, что вода на выходе в городскую систему водоснабжения имеет показатели Gh = 8,5, Kh = 4,85, Ph = 7,45. Из данной санбюллетени также можно заметить, что вода хлорируется, причём большую долю составляет связанный хлор, который менее активен, но не выветривается при отстаивании воды. Количество публикуемых параметров может отличаться, порой водоснабжающие организации и вовсе не публикуют подобную информацию, но граждане вправе запрашивать её самостоятельно. Также в таких бюллетенях могут содержаться сведения о содержании аммиака, нитритов, нитратов, фосфатов, магния, кальция, натрия, калия, сульфатов, хлоридов, железа, меди, марганца, бора и прочего, что может оказаться крайне полезным при углубленном подходе к организации «травников». Стоит отметить, что вода, поступающая к нам в дом, проделывает большой путь по системе водоснабжения и способна в некоторых случаях изменять свой химический состав. Поэтому контролем капельных тестов пренебрегать не стоит.

Итак, мы познакомились с основными параметрами и их значением в экосистеме аквариума. Какие меры мы можем предпринять для их коррекции, если исходная вода существенно не соответствует поставленным перед аквариумом задачам?

Повышение жёсткости, щёлочности воды (как и Ph, тесно взаимосвязанным с Kh) не представляет большой сложности. Для этого в целях содержания, например, вышеупомянутых малавийских цихлид можно использовать грунты, повышающие жёсткость и щёлочность воды, как яркий пример — коралловой или мраморной крошки. Также возможно добавление в воду химических реактивов (содержащих элементы, влияющие на жёсткость и щёлочность воды).

Снижение данных показателей представляет куда более сложную задачу. Для снижения жёсткости и щёлочности самым оптимальным решением стало бы смешивание водопроводной с обессоленной (дистиллированной, полученной при помощи фильтров обратного осмоса) водой до получения необходимых значений. Распространено применение 100% обессоленной воды с обязательным последующим её восстановлением по химическому составу с применением реминерализаторов. В чистом виде обессоленную воду в аквариуме применять нельзя!

Добиться некоторого снижения жёсткости и щелочности можно воспользовавшись методами кипячения или вымораживания воды, но ввиду трудоёмкости процесса, не будем акцентировать на них внимание.

Коррекция Ph в большинстве случаев требуется для успешного содержания аквариумных растений, но также может применяться и для создания комфортных условий обитания рыб и креветок. Самым верным решением снижения Ph воды для «травников» является принудительная подача в аквариум углекислого газа с использованием различных источников. Это решает одновременно две задачи: коррекция Ph и увеличение количества растворённого в воде углерода, который является главным компонентом, необходимым растениям для фотосинтеза. Также возможно снижение Ph с применением в аквариуме грунтов, способных «кислить» воду. Снижение Ph в данном случае связано с выделением в воду кислот, а также способностью данных грунтов снижать Gh, а главное Kh, путём поглощения формирующих их веществ.

Для вышеописанной водоподготовки можно воспользоваться как специализированными аквариумными средствами, так и изготовленными самостоятельно, при обладании определёнными навыками.

Одно из главных условий содержания аквариума — это стабильность и плавные изменения любых показателей: будь то температура, химический состав или формируемые ими параметры. Водопроводная вода находится под давлением и может быть перенасыщена газами. По этой причине Ph водопроводной воды может существенно отличаться от воды в аквариуме. Чем сильнее подменная вода отличается от аквариумной, тем внимательнее нужно относиться к объёму её подмен и стараться предварительно сгладить эту разницу. Стоит уделять особое внимание температуре и Ph. Старайтесь не допускать резких перепадов температуры более 2-х градусов и Ph более 0.5.

В свою очередь новички в аквариумистике больше всего волнуются по поводу присутствия в воде хлора. В настоящее время доля активного хлора, который удаляется с помощью отстаивания, (как мы заметили в приведённой санбиллютени ранее) может быть достаточно низкой по отношению к связанному хлору. К тому же, попадая в воду, он быстро вступает в реакцию с присутствующими в воде органическими веществами. При небольшом объёме подмен (15-20%) в большинстве случаев каких либо мероприятий по дехлорации (отстаивание, применение кондиционеров) не требуется.

Стоит упомянуть, что распространенные бытовые системы фильтрации воды с угольным картриджем очищают воду от хлора, а также от некоторых других веществ. Никакого существенно негативного влияния на воду они не оказывают. Если же установлена система водоочистки с «умягчающими» картриджами на основе ионообменных смол — это повод задуматься. Данные фильтры снижают Gh и Kh за счёт поглощения солей жёсткости, попутно заменяя их на натрий. Воду, полученную с использованием данных фильтров, не следует применять в аквариуме или, как минимум, в аквариуме с живыми растениями! Последствия высокого содержания натрия в воде будут рассматриваться более подробно в последующих статьях.

Подытоживая всё вышесказанное, несмотря на всю сложность вопроса химического состава воды и водоподготовки, для среднестатистического домашнего аквариума, вода, поступающая в наши дома, в большинстве случаев подходит. Вода с параметрами Gh 2-20, Kh 1-10, Ph 6-8 позволяет содержать большое количество рыб, креветок и растений. Имеется один момент: если Kh воды существенно превышает Gh, — это является поводом для беспокойства, где необходимо разобраться в причинах порождающих такие показатели и откорректировать их. Такое явление часто встречается в воде из артезианских скважин.

Существуют конечно же виды, требующие создания конкретных условий: ряд растений из семейства эриокаулоновых и креветки из озер острова Сулавеси. Они достаточно прихотливы и их содержание с использованием водопроводной воды практически невозможно, но и в аквариумах начинающих аквариумистов они не встречаются.

Главное помните: без сложных и трудоёмких решений вполне реально содержать красивый и здоровый аквариум! Нужно лишь верно подобрать состав всех компонентов, составляющих его!

 

Мне интересно! Хочу еще прочесть про:

Leave a Comment