Химический состав воды

Жесткость

В большинстве случаев люди могут узнать, какая вода течет у них из крана – жесткая или мягкая – по эффектам, производимым ею в доме. В жесткой воде для получения пены требуется большее количество мыла, чем в мягкой, а кроме того, жесткая вода вызывает образование налета на внутренней поверхности деталей водопровода и металлических чайников. Этот налет в основном представляет собой карбонат кальция (СаСО3). Жесткость воды определяется значением концентрации некоторых растворенных минеральных веществ, главным образом солей кальция (Са) и магния (Mg). В природе они попадают в воду, когда она течет сквозь горные породы и почву, содержащие соответствующие минералы. Точно так же аквариумная вода может стать более жесткой, если при оформлении используются известняки и другие декоративные элементы, содержащие соответствующие растворимые минеральные соли. Вода, содержащая малое количество таких солей или вообще не содержащая их, называется мягкой.

Соотношение жесткости и содержания минеральных веществ

Жесткость – важный параметр для аквариумиста, однако стоит особо отметить, что она определяется только количеством некоторых растворенных минеральных веществ. Есть и другие вещества, вносящие вклад в общее содержание минеральных веществ, но не влияющие на жесткость воды, определение которой дано выше и которую можно измерить с помощью специальных тестов. На основании того же самого критерия можно сказать, что, хотя вода, очищенная от минеральных веществ (то есть с минимальным их содержанием), является мягкой, такая вода не обязательно должна быть абсолютно лишена минеральных веществ. Очень важно помнить об этом, так как некоторые методы смягчения воды (см. ниже) не снижают содержания минеральных веществ, а просто превращают соли, делающие воду жесткой, в другие соли, не влияющие на жесткость.

Умение различать такие параметры воды, как жесткость и мягкость, необходимо в том случае, если вам придется иметь дело с каким-нибудь «трудным» видом рыб, предъявляющим высокие требования к окружающей среде. В качестве примера можно привести особые виды рыб, водящиеся в некоторых реках бассейна Амазонки, где вода на удивление мягкая и почти не содержит минеральных веществ. Если же вы держите неприхотливых рыб, то в этом случае обычно достаточно учитывать только жесткость воды.

Измерение жесткости и содержания минеральных веществ

Наборы для измерения жесткости воды можно приобрести в зоомагазинах. Их можно использовать как для проверки воды, поступающей из водопровода, так и аквариумной воды (например, чтобы определить, влияют ли на жесткость воды элементы оформления аквариума). В наборах разных фирм, предназначенных для определения жесткости воды иногда используются разные единицы измерений – миллионные доли (ррм), а также английские, французские и немецкие градусы. Руководствуясь литературой, посвященной аквариумистике, где часто приводятся примеры определения жесткости в соответствии с каждой из этих систем, можно определить систему и соотнести данные, приведенные в литературе, с показаниями вашего измерительного набора (см. с. 116).

Аквариумные измерительные наборы не пригодны для полного комплексного анализа химического состава воды. Может быть, вам удастся получить такие данные о местной водопроводной воде у предприятия, занимающегося водоснабжением, или отдать образец воды в лабораторию для тестирования. Величину содержания минеральных веществ можно точно узнать, измерив способность воды проводить электрический ток, т. е. ее электропроводимость. Чем выше электропроводимость, тем выше концентрация минеральных веществ. Однако такой способ не дает представления, о каких именно минеральных веществах идет речь. Если аквариумист держит рыб, для которых содержание минеральных веществ имеет решающее значение, тогда лучше приобрести специальный прибор, измеряющий удельную электропроводимость – его можно купить там, где продается лабораторное оборудование. В книгах, где приведены биотопные данные для аквариумных рыб, обычно имеются также результаты измерения электропроводимости.

НА ЗАМЕТКУ

Единицы жесткости воды, выраженные в миллионных долях (ppm) растворенных солей кальция*

1 английский градус (Clark) = 14,3 ppm

1 немецкий градус (dH)** = 17,9 ppm

1 американский градус = 17,1 ppm

1 французский градус (fh) = 10,0 ppm

1 ppm = 1 миллиграмм на литр

* Английские, французские и американские градусы жесткости выражают содержание карбоната кальция (СаСО3), в то время как немецкие градусы показывают содержание окиси кальция (СаО).

** Номинально обозначение «dH» применяется только к немецким градусам жесткости, однако в последние годы оно стало применяться универсально.

Смягчение и деминерализация воды

Если там, где живет аквариумист, водопроводная вода слишком жесткая или настолько бедна минеральными солями, что становится непригодной для рыб, которых он желает держать, можно принять целый ряд мер:

• Разбавление или замена водопроводной воды мягкой водой или водой с низким содержанием минеральных веществ, полученной из внешнего источника,– например, дождевой водой, дистиллированной водой (ее можно приобрести в аптеках или в фирмах, торгующих лабораторным оборудованием), водой, полученной в результате обработки в установке обратного осмоса (ее можно приобрести в некоторых зоомагазинах).

• Обработка воды с помощью установки обратного осмоса. Такая обработка позволяет удалить буквально все примеси и благодаря этому особенно полезна в случае, если домашняя водопроводная вода по качеству также не подходит для рыб.

• Обработка воды с помощью специальных ионообменных смол (используйте только смолы, специально предназначенные для применения в аквариумистике). Такая обработка только смягчает воду, но не деминерализует ее, то есть выборочно удаляет из нее минеральные вещества.

• Смягчение воды с помощью сочетания различных ионообменных смол, позволяющее деминерализовать воду.

• Кипячение, уменьшающее жесткость, но не содержание минеральных веществ.

• Эффективно смягчают воду специальные химические вещества, предназначенные для смягчения воды (их можно приобрести в зоомагазине). Они необратимо связывают соли, делающие воду жесткой. Такие вещества получены совсем недавно и довольно долго не поступали в продажу, поскольку понадобилось некоторое время, чтобы полностью убедиться в их безопасности для рыб. Предполагается, что их воздействие состоит просто в смягчении воды, а содержание минеральных веществ при этом не меняется.

Любой из этих методов обычно используют еще до заполнения водой аквариума. Обратите внимание, что дистиллированная вода, как и вода, полученная в результате обратного осмоса,– это практически чистая Н2О. В такой воде отсутствует растворенный кислород, которым рыбы дышат, а также минимальный уровень содержания минеральных веществ, необходимый для определенных физиологических процессов. Поэтому воду такого типа перед использованием необходимо интенсивно аэрировать, а если все же приходится применять ее в «чистом» виде, то нужно обеспечить присутствие необходимых минеральных веществ и для этого добавить в аквариум немного водопроводной воды или специальные реминерализующие соли (их можно приобрести в зоомагазинах).

Показатель рН

Показатель рН жидкости указывает, кислая она или щелочная. Как правило, соли, обеспечивающие жесткость воды, одновременно делают ее щелочной. В то же время органические вещества (отходы жизнедеятельности рыб и растений) и растворенная двуокись углерода оказывают на воду окисляющее действие.

Система, которая используется для выражения уровня рН, имеет международное применение, поэтому данные измерений рН, приведенные в литературе по аквариумистике, можно считать универсальными в отличие от данных измерения жесткости. Значение рН измеряется по шкале от 0 (очень кислая вода) до 14 (очень щелочная вода); значение 7 соответствует нейтральной воде. Эта шкала логарифмическая, так что каждое соседнее деление означает десятикратное увеличение или уменьшение уровня рН. Например, если рН = 4, значит, эта вода в 10 раз более кислая, чем вода, у которой рН = 5, и в 100 раз более кислая, чем вода, у которой рН = 6. Значение рН для аквариумной воды обычно определяется с помощью индикаторов, реже с помощью электронного измерителя.

В большинстве случаев пресная вода в тропиках имеет рН в диапазоне от 6 до 8, но иногда она может быть значительно более кислой (рН = 4,5) или значительно более щелочной (рН = 9,5). Рыбы могут иметь разную чувствительность к неподходящему уровня рН, и даже неприхотливые рыбы могут плохо реагировать, если значение водородного показателя воды выходит за пределы диапазона, к которому они привыкли. Более капризные рыбы часто имеют очень узкий диапазон переносимости (например, рН = 6,0-6,5), а некоторые рыбы могут подвергнуться сильнейшему стрессу или даже погибнуть, если водородный показатель будет находиться не с той стороны от нейтрального значения, с какой нужно. Таких рыб можно содержать либо только в кислой, либо только в щелочной воде.

Если держать рыб в воде с неподходящим для них значением рН, это может вызвать у них такие болезни, как ацидоз или алкалоз (см. главу 21, раздел 1.1.1), а резкое изменение рН даже у неприхотливых рыб скорее всего вызовет рН-шок (там же, раздел 1.1.3). рН-шок наблюдается не только в том случае, когда значение рН в аквариуме изменяется слишком быстро, но и тогда, когда новых рыб запускают в воду с уровнем рН, резко отличающимся от соответствующего показателя воды, привычной для них. В долгосрочной перспективе неподходящее значение рН может вызвать постепенное ухудшение здоровья рыб и подвергнуть опасности их иммунитет. Для успешного размножения некоторых видов рыб требуется вода со значением рН, характерным для их природной среды.

Изменение рН путем однократного или буферного действия

Уровень рН аквариумной воды можно изменить либо разовым внесением в воду, либо буферно, путем включения в оформление аквариума или в фильтр веществ, помогающих сохранять постоянное значение рН. Наиболее распространенный тип буферирования – использование карбоната кальция, противодействующего естественному окислению, вызываемому органическими побочными продуктами (например, углекислым газом), образующимися в результате метаболических процессов у рыб и растений. Это важно в том случае, если вы держите рыб, которым требуется щелочная вода и значение рН не должно опускаться ниже нейтрального, а также если вы используете деминерализованную воду (то есть не содержащую минеральных солей, делающих ее более щелочной, и поэтому не обладающую буферными свойствами) – в противном случае могут происходить резкие колебания рН воды.

Специальные химические средства для изменения рН можно приобрести в зоомагазинах. Некоторые из них содержат буферные вещества, позволяющие сохранить достигнутую величину показателя рН так, чтобы она всегда находилась с нужной стороны от нейтрального значения, хотя при этом она не обязательно попадет в желаемый диапазон. Однако некоторые производители предлагают выбор средств, предназначенных для достижения заданного значения рН. Химические средства для изменения рН должны использоваться в точном соответствии с инструкциями производителя, иначе результатом подобных опытов может стать аквариум, полный мертвых рыб.

Если аквариумист предпочитает пользоваться таким химическим средством, он должен понимать связь между рН и содержанием минеральных веществ прежде всего потому, что кислая вода – это обычно (хотя и не всегда) вода с низким содержанием минеральных веществ, в то время как щелочная вода обычно богата минеральными веществами. Использование химических средств для изменения рН не всегда позволяет устранить основную причину. Нет особого смысла пытаться подкислить жесткую воду, так как содержащиеся в ней минеральные вещества просто вернут значение рН обратно к нейтральному или щелочному, после чего будут требоваться все новые дозы химического средства. Однако если сначала воду полностью или частично деминерализовать, а предметы декоративного оформления аквариума подобрать так, чтобы они не вызывали увеличения жесткости воды (см. главу 11), то окисление можно провести очень просто – для этого нужно использовать торф в качестве фильтрующего средства (см. ниже) или экстракт торфа в качестве природного органического подкислителя.

Аналогичным образом рН воды, бедной минеральными веществами, лучше увеличить путем добавления подходящих минеральных солей. Обычно для этого подбирают такие предметы оформления аквариума, в состав которых входит кальций (см. главу 11). Если это не приводит к подщелачиванию воды до желаемого уровня, можно использовать гидрокарбонат натрия (пищевую соду) (NaHCO3). Дозу следует подбирать экспериментально, растворяя гидрокарбонат маленькими порциями в воде и добавляя маточный раствор в аквариум. Для начала можно взять одну чайную ложку (без верха) на 17 литров воды.

Если в аквариуме есть рыбы, то, чтобы избежать рН-шока, очень важно изменять рН понемногу (максимум на 0,2-0,3 единицы в день, например, от 7,0 до 7,2 или 7,3). Этому критерию обычно удовлетворяет изменение водородного показателя естественными методами – в частности, путем использования торфа (в фильтрах) или предметов оформления, содержащих кальций.