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, ей не уделяется должное внимание, и чаще всего, аквариумисты никогда не проводят диагностику данного параметра. Жесткость воды оказывает выраженное воздействие на рН среды, который, в свою очередь, влияет на токсичность многих веществ. В частности, даже у ухоженном аквариуме при низкой жесткости может наблюдаться повышенное содержание нитратов. Кроме того, сопутствующие колебания кислотности серьёзно сказываются на осморегуляции и осмотическом давлении рыбок.

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 незначительной примесью других металлов.

Два вида жесткости
Некоторую путаницу в этот вопрос вносит наличие двух типов жесткости, что следует принять во внимание. К ним относится постоянная жесткость и уровень щелочей, который часто упоминается как уровень карбонатов или временная жесткость. В совокупности они называются общей или суммарной жесткостью.

Под уровнем щелочей подразумевается жесткость, появляющаяся вследствие накопления ионов карбонатов и бикарбонатов. Данный показатель непосредственно влияет на растворимую емкость воды. Он также называется уровнем карбонатов или временной жесткостью, потому что нейтрализуется обычным кипячением воды. Результатом высокой временной жесткости является, в частности, накипь в чайниках.

Постоянная жесткость характеризуется концентрацией таких ионов как нитраты, сульфаты, хлориды и т.д., которые не удаляются из воды простой процедурой кипячения. В основном они не влияют на буферизацию воды, но могут влиять на уровень рН.

В следствие того, что величина постоянной жесткости достаточно мала, уровень общей жесткости воды ненамного выше величины временной жесткости (выражается как количество СаСО3 на литр воды).

Хотя существует тесная связь между буферной емкостью и жесткостью воды, следует помнить, что первая связана с концентрацией карбонатов и бикарбонатов, в то время как последняя, в основном, определяется наличием ионов кальция и магния. В свою очередь, взаимосвязь двух данных показателей вызвана тем, что жесткость в основном является производной кальциевых и магниевых карбонатов.

Из вышесказанного можно сделать вывод: жесткая вода имеет большую буферную ёмкость по сравнению с мягкой. Тем не менее, иногда даже жесткая вода обладает низкой буферизацией, например, при очень высокой постоянной жесткости. Случается и обратная ситуация, когда мягкая вода, имеющая  высокий уровень натриевых и калиевых карбонатов, но не кальциевых и магниевых, обладает высокой буферной емкостью. Очевидно, наиболее простым методом контроля обоих типов жесткости является диагностика воды при помощи различных тестов.

Карбонатная, бикарбонатная и CO2 буферные системы
Исходная кислотность воды определяется манипуляциями и типом веществ, которые аквариумист добавляет в неё перед запуском системы, а также химическими и физическими процессами, происходящими с водой до момента её поступления в кран. После попадения в аквариум вода находится под воздействием других факторов, например, фотосинтеза, дыхания растений и животных. Благодаря буферным механизмам, естественные процессы, происходящие в искусственной биосистеме, не вызывают серьёзных колебаний рН среды.

Наиболее простые буферные системы включают карбонаты, бикарбонаты и углекислый газ. Данные вещества способны поглощать избыточное количество ионов водорода, тем самым, не допуская повышение кислотности, либо выделяют их в среду, повышая её p.
CO2 + H2O —> H2CO3—> HCO + H+—> CO32- (в осадке) + 2H+

Это уравнение демонстрирует превращение углекислого газа, выделяемого живыми существами, в угольную кислоту (Н2СО3). Во время повышения рН среды, например, при фотосинтезе растений, угольная кислота разлагается на бикарбонаты и ионы водорода (НСО3+). Ионы водорода являются кислото-формирующими ионами и поэтому противодействуют защелачиванию. Дальнейшее возрастание рН приводит к диссоциации бикарбонатов, которые осаждаются и выделяют ионы водорода (CO32- (в осадке) + 2H+). При активном закислении среды буферные механизмы начинают функционировать в обратном порядке. В сбалансированном аквариуме, в котором уровень рН находится в диапазоне 7-8, присутствуют все вещества из уравнения с доминированием бикарбоната (СО2). Карбонат начинает преобладать в среде, когда рН превышает 9 единиц.

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

Какой уровень жесткости является оптимальным ?
Данный вопрос довольно непростой, потому что каждый вид рыбок предпочитает среду с определенными показателями воды. Кроме того, аквариумиста может смутить наличие различных единиц измерения жесткости. Наиболее часто, как для временной, так и для постоянной жесткости, используется концентрация карбоната кальция (СаСО3) в миллиграммах на литр воды. В некоторых случаях, например, в случае компании «Тетра», применяется, так называемая, «Германская жесткость», которая измеряется 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
Различные виды рыб предпочитают воду со специфическим показателем жесткости. Для многих аквариумных рыб, таких как Кои и золотые рыбки, больше всего подходит вода средней жесткости. Из таблицы 1 видно, что оптимальным уровнем для большинства рыб является диапазон от 100 до 300 мг СаСО3 на литр.

На рисунке 1. Осморегуляция у пресноводных рыбок. 2. Осморегуляция у морских рыбок.
На рисунке 1. Осморегуляция у пресноводных рыбок. 2. Осморегуляция у морских рыбок.

Здоровье рыб зависит от жесткости воды, так как она влияет на их осморегуляцию. Обитая в водной среде, рыбки постоянно находятся под влиянием растворенных в ней веществ. В 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, рыбе проще осуществлять осморегуляцию. 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, что необходимо 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 изменить жесткость воды ?

В первую очередь, следует учесть, что процесс нитрификации постоянно снижает концентрацию щелочей в воде, поэтому необходимо постоянно наблюдать за жесткостью воды и проверять её 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 в среду добавляют раствор карбоната. Если общая жесткость воды слишком низкая, тогда следует добавить раствор кальция или магния.

Раздел: Вопросы физиологии рыб
Метки: ,
Похожие статьи:

pH метр pH-009 внутри

Контроль высокого pH в пруду

pH, углекислый газ, щелочность и жесткость в пруду

Проверка качества воды и TDS метр

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *