Всем известно, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода — Н20. Однако не все помнят, что молекулы в растворе находятся не в целостном состоянии, а в виде ионов — положительно и отрицательно заряженных частиц. Это явление называется диссоциацией. Степень диссоциированности молекул воды называют активной реакцией и измеряют величиной водородного показателя, равного степени концентрации ионов Н+, взятой с обратным знаком. Для чистой воды эта величина составляет 7 и обозначается рН 7. Латинские буквы рН читаются (пэ-аш) и означают роndus hydrogenii.
рН является важнейшей характеристикой воды, этот параметр представляет концентрацию ионов водорода в воде и определяет кислотность среды. Если в ходе реакции одним из продуктов диссоциации оказывается водород, вода приобретает кислотные свойства. Щелочность — это суммарное содержание отрицательных ионов, нейтрализующих ионы водорода при добавлении в воду кислоты. Разная по своему происхождению вода имеет различные параметры показателя рН. Идеальные значения ее для аквариума между 6 и 9 единицами. Вода в большинстве пресных природных водоемов имеет рН от 5 до 8, очень редко встречаются более кислые болотные воды с рН 4,5 или их антиподы — щелочные озера с рН 9-11. Среды с рН <4,5 и рН> 9,5 являются биологически агрессивными, и их следует считать непригодными для жизни обитателей аквариума.
Особенно опасны резкие скачки рН, которые нетипичны для природных условий, но могут произойти в аквариуме при стечении некоторых обстоятельств. В природе плавное снижение водородного показателя и жесткости соответствует сезону дождей и разлива рек, что наряду с повышением температуры на мелководье побуждает рыб к нересту. Напротив, возрастание рН и жесткости типично для сухих сезонов, когда условия в реке довольно суровы. Поскольку показатель рН является логарифмической величиной, то изменение рН на 1 единицу означает изменение концентрации ионов водорода в 10 раз, на 2 — в 100iоо раз и т.д.
Быстрое (несколько десятков минут) изменение рН на г единицы с высокой вероятностью приведет к необратимым изменениям жабр рыб и их постепенному разрушению. Испытав подобную передрягу, рыбы могут погибнуть, причем иной раз это происходит не сразу, а спустя несколько недель. Здесь сказывается разная чувствительность к изменению рН как у различных видов рыб, так и у отдельных экземпляров внутри вида.
Величина рН в аквариуме не является стабильной, она все время изменяется. Показатель рН может быть чрезвычайно подвижным и заметно изменяться в аквариуме в течение дня. Значения активной реакции воды, только что налитой из-под крана, отстоянной и аквариумной, взятой на испытания утром и вечером могут сильно отличаться друг от друга. Поэтому однажды измерив, значение рН воды, взятой из-под крана, нельзя считать, что эта величина
раз и навсегда установлена для всего вашего аквариумного хозяйства. Особенно заметны эти колебания в мягкой воде с незначительной карбонатной жесткостью. Желательно периодически тестировать уровень рН, чтобы избежать его резкого повышения или понижения — и то и другое для живых существ, живущих в воде, смертельно вредно. Важно избегать резких колебаний рН.
В течение суток рН может колебаться на 2 единицы и более, поэтому смешно читать в иных аквариумных пособиях: «Этим рыбам необходим рН 6,0-6,3» — такую точность можно получить разве только в маленькой нерестовой банке без растений. В аквариуме с водными растениями такая стабильность рН полностью исключена. Дело в том, что на величину рН влияют такие факторы, как наличие свободной углекислоты, являющейся продуктом жизнедеятельности, как рыб, так и растений, диссоциация органических кислот, в том или ином количестве, находящихся в воде.
В жесткой воде реакция воды более щелочная, а перепады кислотности меньше, чем в мягкой. Мягкая вода резко изменяет кислотность при добавлении незначительного количества кислоты или щелочи. Мягкая вода с небольшим содержанием гидрокарбоната имеет нестабильное значение рН. Причем в реальной практике подщелачивание воды наблюдается крайне редко, а вот снижение рН ниже допустимого уровня получить очень легко.
Увеличение количества СО2 или снижение КН делает воду более кислой, увеличение КН или снижение СО2 делает ее более щелочной. Поэтому при длительном ярком освещении с большим количеством растений, интенсивно поглощающими углекислый газ, значение рН может подняться до 9. А ночью, в связи с отсутствием фотосинтеза и выделением СО2 растениями и рыбами при дыхании, может упасть до 6, что неблагоприятно для населения аквариума. В аквариуме без вертикального вращения воды (от аэраторов и фильтра) от высокого показателя рН в верхних слоях может начаться разрушение тканей растений. Чем больше сине-зеленых водорослей, тем щелочней среда. Чтобы снизить резкие колебания, рекомендуется обязательная ночная аэрация воды воздухом, который будет увлекать с собой углекислый газ.
Но запомните, что любые изменения в уровне рН должны производиться плавно и постепенно! Заметим, что буферизация и щелочность тесно связаны, т.к. фактически, щелочность является буфером, замедляющим изменение рН в воде. Скудно буферизованная вода (низкий 1Н или временная жёсткость) будет более подвержена резким колебаниям уровня рН, нежели хорошо буферизованная. Буфером может считаться грунт, имеющий в своем составе много известняка — для поддержания высокой жесткости воды. Также буфером может являться кусок дерева, коряга, которая подкисляет воду и понижает рН. Как правило, жёсткая вода обычно имеет щелочной состав (рН>7) и является хорошим буфером. В то же время мягкая вода (рН<7) — несколько кислее и в качестве буфера не годится.
Рыба, прежде всего, предпочитает жить при относительно стабильном значении рН. Какое именно будет это значение, ей не очень важно. Практически подавляющее большинство пресноводных рыб после недолгой и несложной адаптации (если речь не идет про адаптацию рыбы с «колес») прекрасно приспосабливаются к жизни в воде с рН в диапазоне от 6,0 до 8,5. Но это значение должно быть относительно стабильным в течение дня, а если и случаются какие-либо изменения, то не более чем на полградуса за день. Толерантность рыб к среде обитания к счастью очень велика. И все эти экстремалы прекрасно живут в нашей обычной воде.
А теперь заметим, что в указанный диапазон от 6,0 до 8,5 укладывается вода почти всех регионов нашей страны и ближнего зарубежья. Если у вас из крана течет вода со значением рН в диапазоне 6,5-8,5, то вам нет нужды специально готовить воду для содержания каких угодно рыб. Повторимся, что в данной статье мы ведем речь исключительно о содержании рыб, не затрагивая вопросов нереста, когда иной раз действительно требуется скрупулезно составлять воду со строго определенными параметрами. Но что делать аквариумистам, если ик вода все же не укладывается в указанные рамки? Сначала давайте посмотрим на вредные проявления неоптимальных значений рН.
В слишком мягкой и кислой воде, прежде всего абиогенно действует сама по себе кислотность. По мере подкисления среды сначала появляются повреждения внешних покровов и глаз, затем из-за ожогов начинается дисфункция жаберных лепестков, последними поражаются внутренние органы, в первую очередь почки. Также в кислой среде возможно отравление углекислым газом, предельная концентрация которого в этом случае может превысить значения 140-150 мг/л.
Но опаснее всего то, что в отсутствие гидрокарбонатного буфера рН среды может меняться, причем очень резко, скачкообразно и происходит это опять-таки, в сторону закисления. Чаще всего к этому приводит постепенное накопление в воде продуктов метаболизма рыб. Понижение рН и температуры воды приводит к снижению токсичности аммиака, однако при этом эффективность бактерий, перерабатывающих аммиак, падает. Оптимальные условия для них — нейтральная вода (рН около 7) и температура около 30°С. При рН ниже 5, их жизнедеятельность практически прекращается.
В слишком жесткой и щелочной, (рН выше 9) воде, тоже все плохо. Во-первых, при повышении щелочности воды все большее количество ионизированного аммония переходит в чистый аммиак, растворенный в воде. Аммиак во много раз токсичнее аммония, поэтому при незначительных, казалось бы, увеличениях концентрации аммония неожиданно может произойти тяжелое отравление всего аквариума. Не допускать этого просто — нужно чаще менять воду. Либо пользуйтесь специальными кондиционерами воды. Во-вторых, по мере повышения щелочности среды у рыб ухудшается усваивание кислорода. В щелочной среде рыба может задохнуться при вполне, вроде бы, достаточном его содержании в воде. Ну и, конечно, сама по себе (особенно при резком повышении рН) щелочная вода вызывает ожоги и повреждения внешних органов рыб.
Что делать?
Ну и, наконец, извечный вопрос: что делать? В случае с очень мягкой и кислой водой аквариумистам сложнее, постоянно нужно регулярно следить за показателем РН, не прокисла ли вода. Для полного успеха содержания любых рыб им желательно поднять карбонатную жесткость и снизить кислотность, довести ее до нейтральной. А это сделать гораздо легче, чем умягчить жесткую воду. Многие рыбы, беспозвоночные и растения нуждаются в определенном значении рН. Поэтому старайтесь приобретать в ваш аквариум таких обитателей, которым подходит кислотность воды в вашем районе.
Необходима адаптация рыб к имеющимся условиям. Сначала запомним еще одно простое и важное правило: любая рыба гораздо легче адаптируется при переходе из более жесткой и щелочной воды в более мягкую и кислую, чем наоборот. Без всяких проблем можно в течение 20 минут перевести рыбу из воды с dН 20° и рН 8,5 на воду, с показателями дН 6-10° и рН 6,5-7,0. Помните, у рыбы, разведенной и долгое время содержащийся в жесткой и щелочной воде иммунитет гораздо выше, чем у рыб, обитающих в кислой и мягкой воде.
При резких изменениях значения рН могут погибнуть не только рыбы, но и растения. Гибель растений наблюдается обычно при замене старой воды свежей, а также весной и летом, когда увеличивается освещение аквариума, особенно прямыми солнечными лучами. Водородный показатель аквариумной воды оказывает значительное влияние на жизнедеятельность аквариумных рыб и растений. Более сложные растения потому и сложны в содержании, что у них нижний и верхний рН-барьеры незначительно отстоят друг от друга — ведь в текучих водах у них на родине нет таких скачков рН, какие происходят в аквариумах с неподвижной водой. В тканях растений сдвиги рН приводят к замедлению фотосинтеза и других биохимических процессов, а при критических значениях наблюдается некроз тканей и распад хлорофилла.
Необходимо особо подчеркнуть, что рыбки и растения могут получить сильный стресс, химические повреждения и значительно ослабнуть даже при очень кратковременных колебаниях уровня рН в аквариуме. Поэтому, перед тем как выбирать рыбок и растения в аквариум, вы обязаны убедиться в том, что их требования к параметрам аквариумной воды, в том числе и к рН, совпадают. При большом количестве растений в аквариуме очень хорошо знать значение кислотности утром перед включением в аквариуме света, и вечером, перед его выключением.
При резких изменениях значения рН могут погибнуть не только рыбы, но и растения. Гибель растений наблюдается обычно при Замене старой ВОДЫ свежей, а также весной и летом, когда увеличивается освещение аквариума, особенно прямыми солнечными лучами. Водородный показатель аквариумной воды оказывает значительное влияние на жизнедеятельность аквариумных рыб и растений.
Вода по кислотности классифицируется:
рН 1-3 — сильно кислая.
рН 3-5 — кислая.
рН 5-6 — слабокислая.
рН 6-7 — очень слабокислая.
рН 7 — нейтральная.
рН 7-8 — очень слабощелочная.
рН 8-9 — слабощелочная.
рН 9-10 — щелочная.
рН 10-14 — сильнощелочная.
Для аквариумистики актуален диапазон рН 4,5-9,5 и принята шкала с непостоянной ценой деления:
рН < 6 — кислая.
рН 6,0-6,5 — слабокислая.
рН 6,5-б,8 — очень слабокислая.
рН 6,8-7,2 — нейтральная.
рН 7,2-7,5 — очень слабощелочная.
рН 7,5-8,0 — слабощелочная.
рН > 8 — щелочная.
На практике гораздо информативнее более грубая шкала с постоянной ценой деления:
рН = 5 ± 0,5 — кислая.
рН = 6 ± 0,5 — слабокислая.
рН = 7 ± о,5 — нейтральная.
рН = 8 ± о,5 — слабощелочная.
рН > 8,5 — щелочная.