pH, углекислый газ, щелочность и жесткость в пруду

Как варьировать жесткость

В сторону уменьшения

Воду можно пропустить через фильтр осмотического типа.

В фильтр либо в емкость для отстаивания воды можно добавить торф.

В магазине можно приобрести дистиллированную воду и налить ее в аквариум.

Вместо дистиллированной допустимо задействовать талую воду из холодильника либо природные осадки. Главное — чтобы жидкость не содержала примесей и была прозрачной.

Воду можно прокипятить на протяжении 60 минут в эмалированной посуде и дать отстояться 24 часа.

Растительность быстрорастущего типа (роголистник, валлиснерия, наяс, элодея) смягчает воду естественным способом.

В сторону увеличения

Чтобы добиться роста на 4°dKH, следует в 50 л воды растворить 1 ч. л. соды пищевой.

Чтобы и KH, и GH выросли на 4°, в 50 л воды растворяют кальция карбонат в объеме 2 ч. л.

Если в аквариуме разместить ракушки из моря, показатель жесткости постепенно будет увеличиваться естественным путем.

Жесткость воды внутри аквариума можно померить дома без препаратов или дорогостоящих приборов. Этот метод носит название титрования раствором мыла.

Если 1 л воды содержит 10 мг окиси кальция, этот показатель можно нейтрализовать с помощью 100 мг мыла.

Мыло хозяйственное 60-72% следует раскрошить.

В стакан надо налить дистиллят (то есть талую воду из холодильной камеры, магазинную дистиллированную либо природные осадки).

В жидкость в точной пропорции добавляют крошку мыла.

В другую емкость заливают взятую из аквариума воду в объеме 0.5 л и дозами по 100 мг добавляют раствор мыла, затем взбалтывают.

На поверхности жидкости должны сформироваться хлопья сизого оттенка и пузыри, которые тут же пропадут. Раствор мыла следует вливать в емкость дозами до того, как полностью свяжется вся окись магния и кальция. Пузыри мыла на поверхности жидкости должны стать устойчивыми и начать переливаться радугой.

То число порций раствора мыла, которое понадобилось залить в емкость для достижения результата, следует помножить на 2. Результат умножения будет показателем жесткости воды. Если действовать аккуратно, погрешность опыта будет колебаться в диапазоне +-1° hD.

Достоверность результата снижается при жесткости свыше 12° hD. В таком случае эксперимент следует продублировать, соединив 1 часть воды из аквариума с 1 частью дистиллята, а результат вычислений помножить на 2.

Щелочность

Общая щелочность характеризует количество оснований, присутствующих в воде. Как правило, в пруду присутствуют карбонаты, бикарбонаты, гидроксиды, фосфаты и бораты. Карбонаты и бикарбонаты самые распространенные и наиболее важные компоненты щелочности. Этот показатель измеряется по количеству кислоты (H+) в воде, которое может абсорбироваться (буферизация) перед достижением назначенного уровня pH. Общая щелочность выражается в мг/л или млн-1 карбоната кальция CaCO3. Щелочности 20 мг/л более чем достаточно для хорошей продуктивности пруда. Желателен диапазон общей щелочности 75-200 мг/л CaCO3.

Карбонатная-бикарбонатная щелочность (и жесткость) поверхностных и колодезных вод создается преимущественно в ходе взаимодействия растворенного в воде CO2 и извести грунта. Дождевая вода имеет естественную кислую реакцию, потому что насыщена атмосферным углекислым газом. Как только она проходит сквозь почву, каждая капля насыщается CO2, и pH снижается. Колодезная вода выкачивается из крупных, естественных подземных резервуаров (водоносный слой) или маленьких, локальных участков грунтовых вод (подземные воды). Обычно, грунтовая вода имеет высокую концентрацию CO2, низкие pH и концентрацию кислорода. Накопление CO2 в них обусловлено протеканием бактериальных процессов в почве и минеральных образованиях. Как только дождевая, подземная вода проходит пласт, содержащий кальциевый известняк CaCO3 или доломитизированный известняк CaMg(CO3)2, происходит растворение минералов с образованием кальциевых и магниевых бикарбонатных солей:

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca+2 + 2HCO3— CaMg(CO3)2 + 2H2O + 2CO2 = Ca+2 + Mg+2 + 4HCO3—

В результате, возрастают щелочность, кислотность и жесткость воды.

Кислотность воды внутри аквариума, она же pH

Этот показатель отображает реакцию воды (кислую, щелочную, нейтральную) при некоей концентрации водородных ионов.

В химически чистой жидкости молекулы разлагаются на ОН- (ионы гидроксила) и Н+ (водородные ионы). Этот процесс носит название диссоциации электролитической. 10-7г*ион/л — таково стабильное количество данных ионов при температуре воды 25°С. Реакция такой воды характеризуется как нейтральная. Чтобы обозначить pH-показатель, задействуют отрицательный логарифм концентрации водородных ионов. При рассматриваемых условиях он равен 7. Если жидкость не является химически чистой, а содержит кислоты, число водородных ионов превысит число ионов гидроксила. Таким образом, реакция воды будет характеризоваться как кислая с меньшим числовым pH-показателем. В жидкости с щелочной реакцией, напротив, будет наблюдаться рост pH и преобладание ионов гидроксила.

По pH воду принято классифицировать так:

• сильнощелочная — 10-14;
• слабощелочная — 7-8;
• нейтральная — 7;
• слабокислая — 5-6;
• кислая — 3-5;
• сильнокислотная — 1-3.

В зависимости от времени дня, pH-параметры варьируются. Это происходит за счет колебаний концентрации углекислого газа в жидкости. Стабилизировать этот процесс можно посредством перманентной аэрации.

Если pH-показатели меняются чересчур резко, это негативно отражается на аквариумной живности и растительности. От 5.5 до 7.5 — такой pH благоприятен для большинства рыбок.

Общая жёсткость воды GH

Жёсткость воды определяется суммой ионов щёлочноземельных металлов, растворённых в воде. В основном это ионы Кальция (катионов Са+) и Магния (катионов Mg+). Если они присутствуют в большом количестве, значит вода жёсткая, если их мало — мягкая.

Общая жёсткость воды

Содержание ионов Mg+, Ca+ и анионов SO4-, Cl- в воде
Исторически сложилось так, что в аквариумистике жёсткость воды обозначается как GH (Grad Härte) и выражается в немецких градусах dGH (или сокращённо dH), либо в американских ppm (part per million — одна часть на миллион). Обе единицы измерения можно легко конвертировать друг в друга.

В Европе и страх на постсоветском пространстве широко используются немецкие градусы и градацию жёсткости, принятые в Германии. Именно в них выражается жёсткость в тестах анализа воды у большинства популярных брендов (JBL, API, Tetra, ADA, Sera и другие).

С 2007 года для адаптации к европейским стандартам в Германии действует следующая градация жёсткости воды: от 0 до 8.4 dGH — мягкая, от 8.4 до 14 dGH — средней жесткости, Больше 14 dGH — жесткая.

Оптимальный диапазон GH для большинства видов рыб находится между 4 и 16 градусами dGH.

Стоит отметить, что некоторые производители тестов для аквариумной воды продолжают использовать старый диапазон жёсткости воды (действовавший до 2007 года), который выглядит следующим образом: от 0 до 5 dGH — очень мягкая, от 5 до 10 dGH — мягкая, от 10 до 20 dGH — средней жесткости, от 20 до 30 dGH — жёсткая свыше 30 dGH — очень жесткая

В данной градации оптимальным считается диапазон между 5 и 20 градусами dGH.

Почему важен показатель GH?

В дикой природе параметры воды отличаются от региона к региону. В каждой конкретной местности рыбки приспособились к собственной уникальной среде обитания. Виды, живущие в мягкой воде, оказавшись в среде с высоким GH будут испытывать повышенное осмотическое давление, что приводит к стрессу и нарушению обмена веществ. С другой стороны, в условиях дефицита ионов некоторых щелочноземельных металлов, в особенности кальция и магния, будут наблюдаться проблемы роста, что особенно критично для декоративных креветок.

Таким образом, чтобы обеспечить благоприятные условия содержания, важно поддерживать значения GH на том уровне, которые указаны в описании аквариумных рыбок.

pH воды внутри аквариума: как его варьировать

Задействуйте пищевую соду, чтобы щелочность жидкости выросла.

Добавьте в аквариум торфяной настой, если щелочность необходимо снизить. Заменить торф можно соответствующими препаратами из зоомагазина.

Как определить pH воды

1. pH-метр — так называется специализированный прибор, выполняющий эту функцию. Однако он стоит недешево и редко применяется в домашних условиях. Если добросовестно ухаживать за аквариумом и его обитателями, потребность мерить pH банально отпадет. В аквариуме, не страдающем от перенаселения или избыточной растительности, ухоженном, с качественной аэрацией, pH сам по себе будет оставаться в пределах нормы.
2. Кусочки лакмуса с фенолфталеином — это более доступные тестеры, которые можно приобрести в зоомагазине. У них есть шкала для определения pH-показателя, подробная инструкция прилагается в упаковке.

Ниже приведены параметры жидкости, рекомендуемых для различных видов рыбок:

• рыбы из Амазонки: dH 1-5; рН 5.5-6.5;
• лабиринтовые: dH 5-10; pH 6.5-7.5;
• цихлиды из Южной Америки: dH 5-12; pH 6.0-7.0;
• цихлиды из Африки: dH 5-12; pH 6.0-7.2;
• харацинки и барбусы: dH 5-12; рН 6.0-7.5;
• цихлиды из озера Танганьика: pH 8.0-9.2; dH 15-20;
• цихлиды с острова Малави: dH 10-15; pH 7.7-8.5;
• цихлиды из Центральной Америки: dH 10-20; pH 6.5-8.0;
• живородки: dH 15-25; pH 7.5-8.5;
• моллинезии: dH 20-30; pH 7.5-8.5.

Карбонатная жёсткость KH

Щелочноземельные металлы оказываются в воде в составе других веществ. Напарниками Са и Mg обычно выступают хлориды (Cl2), сульфаты (SO4), карбонаты (CO3) и гидрокарбонаты (НСО3). Именно присутствие в воде анионов CO3- и НСО3- обозначается как карбонатная жёсткость. Её также называют временная, поскольку карбонаты легко удаляются из воды кипячением, осаждаясь в виде всем известной накипи.

В противоположность временной жёсткости существует постоянная, которая обусловлена присутствием в воде оставшихся анионов Cl2- и SO4-. Определение «постоянная» используется потому, что удалить хлориды и сульфаты кипячением не получится.

Временная или карбонатная жёсткость воды

Содержание в воде с временной жёсткостью дополнительных гидрокарбонатов HCO3
Карбонатная жёсткость является частью общей жёсткости и по аналогии с ней её принято измерять в немецких единицах измерения dKH и обозначать как KH (Karbonathärte hängt). Градация аналогична GH, но чаще применяется старый диапазон жёсткости (действовавший до 2007 года), который, как правило, ограничен диапазоном от 0 до 20 dKH.

Стоит отметить, что карбонатные соединения могут быть связаны не только с щелочноземельными металлами (Са и Mg), яркий тому пример обычная пищевая сода — гидрокарбонат натрия (NaHCO3). Если соду растворить в воде она не повысит карбонатную и, соответственно, общую жёсткость. Однако, существующие тесты KH для аквариумной воды тем не менее зафиксируют повышение. Дело в том, что они реагируют на все карбонатные и гидрокарбонатные соединения, независимо от того, попали они в воду вместе с щелочноземельными металлами или нет.

Почему важен показатель KH?

KH тесно взаимосвязана с другим важным показателем — , имеющим для рыб и растений не меньшее значение чем общая жёсткость.

Оба показателя напрямую зависят друг от друга. Высокие значения pH означают высокие значения KH. И наоборот, кислые значения pH могут быть достигнуты только при низких значениях карбонатной жёсткости (подробнее в Таблице ниже).

В аквариуме для KH отводится особая роль. Карбонатная жёсткость не только взаимосвязана с pH, то также служит для поддержания его стабильного значения. KH выступает своего рода буфером, который препятствует быстрым и значительным изменениям pH.

Выводы:

• Баланс pH среди прочих факторов влияет на конформацию белков: щелочной – развернутая, кислотный – свернутая;
• Основной способ борьбы со снижением pH – выдыхание углекислого газа;
• При помощи несложных манипуляций с дыханием легко изменить баланс pH крови;
• Почки вносят свой вклад в вывод метаболических кислот из организма;
• Их «запас прочности» в плане выведения кислоты в 10-11 раз превышает нормальный метаболизм.
• Диетой практически невозможно влиять на баланс pH крови;
• Дефекты почек и экзогенные молекулы (лекарства, яды, токсины итд), с другой стороны, могут привести к high anion gap метаболическому ацидозу;
• Здоровые почки на кето-диете лишними не будут. И прибегая к кето-диете, стоит учитывать нагрузку на почки со стороны уже принимаемых лекарств.

Если не хотите делать брагу каждую неделю или если у вас большой аквариум

Баллонная система подачи СО2 состоит из баллона СО2 под давлением с ввинченным сверху редуктором (регулятором), позволяющим подавать СО2 с контролируемой скоростью. Баллонная система под давлением это отличный вариант для больших аквариумов или если хотите подачу СО2 «установить и забыть». На сколько хватит этой системы зависит от размера баллона, объема аквариума, метода диффузии.

В продаже можно найти одноразовые баллоны СО2, которые после использования просто выбрасываются, и многоразового использования. Когда газ в заправляемом баллоне закончится, необходимо лишь пополнить его запасы за небольшую плату. Также баллонная система полностью управляется, можно отключить или ограничить подачу СО2.

На ночь подачу можно отключать, поскольку растениям для фотосинтеза необходим свет

Как вносить CO2 в аквариум?

Существует 2 общих способа:

1. CO2 для аквариума своими руками. В этом случае делается дрожжевая закваска в бутылке, среди любителей больше известная как «брага». Это очень дешевый, но и гораздо более трудоемкий способ. Эта система может работать очень эффективно, особенно в аквариумах менее 100 литров. Конечно, с опытом вы можете научиться создавать систему CO2, сделанную своими руками, и для гораздо больших резервуаров.
2. Баллонная система
   . Этот способ, как правило, рекомендуется для больших аквариумов, а также тем, кто хочет простоты использования и автоматизации. Этот способ, однако, включает затраты на стоимость оборудования.

Баланс pH и диета

Если верить учебникам [3, например], то максимальная способность почек вывода кислоты (протонов) – 700 ммоль в день (в 10-11 раз больше нормального метаболического объема).

Для наглядности возьмём это исследование [4], где увеличение потребления белка на 48% (с 88 грамм до 128 грамм белка на 1.73 м2) привело к увеличению выведения кислоты почками на 45% (с 64 до 95 ммоль/день).

Учитывая эту простую математику, несложно подсчитать сколько нужно было бы есть белка, чтобы заставить почки выводить кислоту на полную. При линейном сохранении пропорций для достижения пикового выведения кислоты в день в 700 ммоль, необходимо употреблять более 930 грамм белка в день. В исследовании это примерно 80 кг мужского веса. Это более 11,5 грамм белка на 1 кг веса. Или 4+ кг куриных грудок в день в течение минимум 5 дней.

Вы можете пересчитать это на любой нужный вам продукт, чтобы увидеть, что диета почти неспособна повлиять на баланс pH крови. Кислотно-щелочные диеты можно забыть, как странное предположение. Экзогенные кислоты, нарушение функции почек, генетические дефекты ключевых ферментов почек – более вероятные признаки ацидоза. Никак не еда.

Самое необходимое для системы CO2 своими руками (брага)

Основой CO2 для аквариума своими руками является, так называемый, реактор или брага: вода, сахар и дрожжи, смешанные и запечатанные в герметичном сосуде. Дрожжи являются дышащими живыми организмами (это процесс, противоположный фотосинтезу). Дрожжи используют сахар для производства энергии, воды и CO2. CO2 выделяется в виде газа, и именно этот побочный продукт необходим нашему аквариуму. Газ под напором выходит из реактора и поступает в аквариум.

На картинке принципиальная базовая схема системы CO2 своими руками.

Обычная система своими руками состоит из сосуда с высоким давлением (2 литровые бутылки в примере).

Смесь из дрожжей, сахара и воды помещается в «дрожжевом генераторе» и запечатывается (варианты смесей могут быть разные, рецепты тоже, в интернете можно найти рецепты самодельных смесей для CO2). От генератора идет трубка к газовому сепаратору (можно использовать трубку от капельницы).

Эта система позволяет держать под контролем производство газа дрожжами и избежать утечки как браги в аквариум, так и воды в брагу. Если заполнить сепаратор водой, то он сможет служить также счетчиком пузырьков, так что вы отчасти сможете определить, сколько CO2 производит ваша система: CO2 будет поступать пузырьками в сепаратор, а затем, по левому трубопроводу поступать в аквариум и рассеиваться.

Для распыления пузырьков газа при подаче в аквариум зачастую используют веточку рябины — проходя через нее газ в аквариум поступает мельчайшими пузырьками.

Преимущества использования двух генераторов:

1. Одного сосуда иногда недостаточно на объем аквариума, в котором вы хотите применять систему. Есть одно хорошее правило: 1 генератор на каждые 35-75 литров воды.
2. Второй сосуд позволяет поддерживать концентрацию СО2 на постоянном уровне. Одного генератора хватает, в среднем, на неделю, но если подключать 2 и менять их по очереди, всегда один есть более свежий, чем другой. Когда вы смешаете дрожжи, сахар и воду, сначала производится большое количество газа, но со временем смесь начинает выдыхаться. Несколько смесей это гарантия, что одна из них будет свежей, чтобы поддерживать стабильность. Это очень важно, поскольку слишком малый уровень инъекции CO2 часто приносит больше вреда, чем пользы, когда дело касается роста водорослей. Если вы не готовы регулярно менять самодельные смеси для производства CO2, или купить готовую систему с давлением, лучше вообще отказаться от добавления углекислоты в аквариум.

На фото пример домашней системы CO2, сделанной своими руками. Дрожжевые генераторы расположены слева и справа, посредине газовый сепаратор. Влево идет трубопровод газа в аквариум. Как видите, тип контейнера для браги не принципиален, главное, чтобы сосуд был плотно запечатан, и тогда газ будет постоянно поступать в аквариум по системе.
Этот вариант системы просто отличный, если не хотите тратить много денег. Очень многие используют самодельные системы, и стоить она будет очень дешево.