Умягчение воды для аквариума.

 Для чего надо уменьшать жесткость и как это делается?

Напомню, что такое жесткость воды и какие вещества обуславливают жесткость воды. Жесткость воды, это количественная характеристика, отвечающая за содержание в воде солей кальция и магния.

_{Кристаллики карбоната кальция на листе эхинодоруса из-за нехватки СО2}

Это могут быть карбонаты  CaCO₃ и MgCO₃, соли кальция и магния, гидрокарбонаты Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂, сульфаты и хлориды кальция CaSO₄, CaCl₂ и хлориды магния MgSO_4, MgCl₂. Карбонаты кальция и магния плохо растворимые вещества в воде, однако этого достаточно, чтобы сделать воду жесткой, к тому же растворимость карбонатов существенно возрастает в присутствии в воде углекислого газа, образуя хорошо растворимые гидрокарбонаты. Как правило именно эти соли содержатся в жесткой воде.

CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

MgCO₃+CO₂+H₂O=Mg(HCO₃)₂

Итак, что такое карбонатная (КН) и постоянная (NKH) жесткость.

Карбонатная (временная) жесткость (КН) – обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂, временной жесткостью ее называют потому, что при кипячении гидрокарбонаты разлагаются, и образующиеся карбонаты выпадают в осадок. Эта одна из важных характеристик воды, связанная с содержанием углекислого газа в воде и величиной рН, которые очень важны для роста растений.

Постоянная (NKH) жесткость обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов и других солей кальция и магния, которые не удаляются при кипячении.

Сумма карбонатной (КН) и постоянной (NKH) жесткости дает нам общую жесткость воды dGH.

dGH= КН+ NKH

В России и странах СНГ для выражения жесткости воды используется миллиграмм-эквиваленты ионов кальция и магния, содержащиеся в одном литре воды. 1 мг-экв/л соответствует содержанию в воде 20,04 мг/л Ca ²⁺ или 12,16 Mg ²⁺

Жесткость может быть рассчитана как Ж = х(Ca²⁺)/20,04 + х(Mg²⁺)/12,16

Где х(Ca²⁺) и х(Mg²⁺) – концентрация ионов кальция и магния соответственно.

В аквариумистике обычно жесткость принято считать в немецких градусах, не буду переводить эквиваленты, просто дам формулу жесткости в градусах:

dGH = х(Ca²⁺)/7,15 + х(Mg²⁺)/4,34

Где х(Ca²⁺) и х(Mg²⁺) – концентрация ионов кальция и магния соответственно

Если известна жесткость в мг-экв/л (типично для государственных контор, Мосводоканала, например) то можно пересчитать ее в немецких градусах:

dGH =2,8 х Ж

Итак, с жесткостью разобрались. Как ее померить?

Обычно жесткость меряют с помощью капельных тестов, лучше всего тесты JBL, но тесты дорогие, но точные, хорошая цена на Ермолаевский тест, рекомендую, с натяжкой можно пользоваться Vlad-ox, ни к коем случае - Нилпа. В свое время на выставке обратился к менеджеру с вопросом о плохом качестве тестов Нилпа, в ответ тот подарил тест для апробации, проверил, врет, безбожно врет этот тест, на 2 пункта, это никуда не годится. Столкнулся и с другими косяками с тестами этой фирмы, с тех пор, у меня предвзятое отношение к ним. 

Никогда не пользуйтесь полосками для определения любых параметров воды, это даже сложно назвать тестом, точность плюс-минус километр.

Более точные тесты, это тесты, сделанные в специализированных центрах. Дорого, качественно, точно.

Использование TDS-метра или как его называют кондуктометр. Дело в том, что этот прибор вычисляет либо проводимость воды, либо содержание солей, содержащихся в ней. В принципе величину жесткости фактически вычисляем, результат получаем, деля показания проводимости воды на 40.

Еще маленькая подсказка, как не мерить жесткость, но знать многие характеристики воды. Не знаю, как в других городах, но в Москве Мосводоканал через определенные промежутки времени меряет многие, но не все, параметры воды и выкладывает на своем сайте вплоть до дома, решил проверить. Открываем вкладку «Населению» и ищем «качество воды в районах», находим свою улицу и дом, и вуаля. Далее переводим жесткость из мг-экв/л в немецкие градусы. У меня замеры TDS-метром и данные Мосводоканала совпали. Значит работает. Пользуйтесь. Ссылка.

В природе в реках и озерах тропиков вода, кроме некоторых озер Африки, обычно очень мягкая и слабокислая, в нашем же водопроводе, напротив, жесткая и слабо щелочная. Обусловлено это источником (водозабором), дело в том, что наша среднерусская возвышенность сложена в основном из кальцийсодержащих пород, известняков и мела, которые образовались много миллионов лет назад из осадочных пород. Мел и известняк, растворяясь в воде, повышают ее жесткость. Для водоканала это неплохо, не надо принимать меры для повышения жесткости для сохранности труб, для аквариумистов, наоборот, это не благо, надо стремиться к понижению жесткости.

При высоких значениях жесткости растения растут неудовлетворительно, и не сколько от ее количественного значения, сколько оттого, что надо предпринимать определенные усилия для насыщения воды углекислым газом, чтобы понизить рН до приемлемых значений 6,9-7,2, оптимальных для роста растений. При низких значениях КН 2-4, рН автоматически устанавливается в пределах 6,3-6,9, что, во-первых, приводит к максимальному потреблению макроэлементов, во-вторых, приводит к наименьшим усилиям по растворению углекислого газа.

Таблица

 Таблица показывает оптимальную концентрацию углекислого газа в зависимости от карбонатной жесткости. Вывод надо сделать простой, чем выше карбонатная жесткость, тем большее количество углекислого газа надо растворить для снижения рН. Оптимальный рН для роста растений 6,5-7,2. Ориентируйтесь именно на эти значения. Но, концентации углекислого газа более 40 мг/л опасны для рыб.

Как понизить жесткость?

В маленьких аквариумах эта задача решается достаточно просто: используем кипячение, вымораживание, дистилляцию или осмотирование.

Кипячение, самый простой, но и самый неудобный способ. Воду кипятим, соли кальция и магния выпадают в осадок, воду остужаем и сливаем, осадок не сливаем в подменную воду. Жесткость понижается существенно, это хорошо, но для того, чтобы вода охладилась надо время и соответствующую емкость, что есть не всегда.

Вымораживание прекрасный способ для России, особенно зимой, требующий наименьших трудозатрат (мороз бесплатный!), наливаем водопроводную воду в ведро, таз, выставляем на балкон или на улицу, лед, образующийся растапливаем, то, что не замерзло (рассол) сливаем. Самая хорошая вода получается для аквариума, без посторонних запахов и правильно структурированная.

Дистилляция сейчас не применяется, метод дающий абсолютно обессоленную воду, т.е. лишенную солей, но, очень дорогостоящий.

Осмотирование - метод дающий прекрасные результаты, благодаря ступенчатой очистке воды, удаляющий все соли. Основан на фильтрации воды на мелкодисперсной мембране, не пропускающей ионы элементов при очистке. Минус, относительно дорогостоящий фильтр (от 8 тыс. руб) и маленький КПД, сливаем 80% отфильтрованного рассола в канализацию, осмосная мембрана пропускает ионы бора, натрия. Но плюсов море, чистая вода для готовки пищи и отсутствие в почках камней, ну, не считая аквариума, конечно. Но, для аквариума нужно лить чистый осмос, без реминерализации. Реминерализация, это способ обогащения воды ионами кальция и магния для поддержания баланса в воде, чтобы ее можно было употреблять людям. Чистый осмос людям пить нельзя! Помните об этом. 

Самая простая и дешевая осмотическая установка

Естественно, можно мешать осмос в определенном соотношении, чтобы добиться КН=2-3 для наиболее комфортного потребления микро- и макроэлементов растениями, но можно и просто добавлять осмотическую воду, контролируя карбонатную жесткость в аквариуме. Все, конечно, достигается опытным путем. Чистый осмос с КН=0 в аквариуме приводит к отсутствию буфера в системе, что может уронить рН до критических значений.  Но помните еще об одном, так как рост растений определяется законом Либиха, то придется опытным путем определять лимитирующий фактор для роста растений, т.е. подбирать недостающие элементы питания и их концентрацию. Это конечно, страшно интересно и увлекательно, но часто ведет к перекосам.

Все же я сторонник использования исходной (водопроводной жесткой воды) с коррекцией по основным макро- и микроэлементам. Чаще это значительно проще, чем танцы с бубнами.

Еще маленькая ремарка, возможно повторюсь, но надо: Важна стабильность параметров в аквариуме! Если вы не сможете регулярно подменивать воду в аквариуме, чтобы не изменялись основные параметры воды (dGH, KH, pH), не сможете обеспечивать подачу питательных элементов, стараясь сохранить стабильные условия, то тогда умягчение воды не будет иметь смысла. При меняющихся условиях будут меняться и многие параметры, а нестабильность, это и стресс для рыб, и условия для возникновения водорослей.

Всегда контролируйте параметры воды для получения предсказуемых результатов, не полагайтесь на авось.