Вода (загальна характеристика).

[Охват Марьян]

Жизнь рыб в аквариуме прежде всего зависит от двух факторов: от состояния среды их обитания - воды и от качества и разнообразия кормов.

Вода - удивительное явление природы, ее необычные свойства до сих пор изучают физики, химики, гляциологи, представители других областей науки. Но вода интересна и как среда обитания. Жизнь здесь представлена очень широко, именно ей и посвящена аквариумистика.

Специфические качества воды как среды обитания обусловливают формирование у водных организмов (их еще называют гидробионтами) адаптивных способностей, которые дают им возможность жить и в природных водоемах, и в их модели - домашнем аквариуме.

Акварумисту следует знать, каков бывает состав воды и что необходимо сделать, чтобы этот состав подходил для содержания ваших рыб.

Вода - отличный растворитель. В частности, она содержит большое количество газов. В аквариуме обогащение воды газами происходит:

- через поверхность;
- в результате деятельности животных организмов;
- с помощью специальных технических приспособлений (аэраторов, фильтров).

Газы растворяются в воде через поверхность и при прохождении пузырьков воздуха через фильтр и распылитель аэратора в результате молекулярной диффузии. Основными газами, определяющими состояние среды обитания рыб, являются кислород, углекислый газ, сероводород, метан (он же болотный газ).

Кислород. Вода насыщается кислородом благодаря фотосинтетической деятельности растений. Кроме того, кислород поступает в воду из атмосферы. В большей степени этим газом насыщен верхний слой воды в аквариуме. Поэтому для равномерного распределения кислорода необходимо поддерживать постоянное вертикальное вращение воды с помощью аэратора или фильтра. Этот процесс равномерного насыщения кислородом всех слоев воды за счет течений и волнений на поверхности типичен для рек, ручьев, мелких заводей, из которых происходит большинство обитателей аквариума.

Содержание кислорода в воде падает при повышении ее температуры и солености. (Следовательно, при подогреве воды для нереста рыб до 26-28°С и при лечении рыб солевыми ваннами потеря кислорода обязательно должна компенсироваться аэрацией. )

Животные организмы, населяющие аквариум, неодинаково относятся к насыщению воды кислородом. Нетребовательны к этому рачки-циклопы, но дафнии при норме растворенного кислорода, достаточной для циклопов, гибнут. Такими же контрастными по требовательности к кислороду являются трубочник и мотыль, личинки стрекоз и речных поденок, улитки лужанки, мелания и двустворчатые моллюски.

По потребности в кислороде рыб (в данной книге мы говорим только о содержащихся в аквариумах) обычно условно подразделяют на четыре группы:

1) рыбы холодных и быстрых рек, так называемые реофильные (осетровые, лососевые, некоторые виды сомовых, бычковых);

2) рыбы, обитающие в реках и заводях, озерах и иных слаботекущих водах (таково большинство аквариумных рыб);

3) рыбы стоячих вод - от золотой рыбки и ее разновидностей до крайне нетребовательного к содержанию кислорода амурского элеотриса (головешки);

4) рыбы, имеющие дополнительные органы дыхания, позволяющие улавливать атмосферный воздух (лабиринтовые и др.).

Для правильного содержания большинства рыб надо соблюдать режим, удовлетворяющий рыб второй группы. При этом в аквариумах должны быть чистая, без мути, вода, достаточное количество хорошо освещенных водных растений, постоянное механическое перемешивание воды аэратором и фильтрация.

Количество кислорода, потребляемого рыбами, не стабильно. Надо учитывать, что у рыб четвертой группы дополнительные органы дыхания обычно формируются и начинают функционировать не сразу, а через 1-3 месяца после вылупления из икры. Но и при наличии такого органа обладатели его имеют разные потребности в кислороде. Так, макропод значительно менее требователен, чем лялиус.

Снижение концентрации кислорода сказывается на развитии рыб: аппетит у них обычно не снижается, но меняется биологическое направление усвоенной пищи, меньше усваивается питательных веществ, в результате замедляется рост.

Учитывая это, при плотных посадках молоди в выростных аквариумах необходимо обеспечить постоянный водообмен и аэрацию.

Углекислый газ. Растения и животные выделяют углекислый газ в процессе дыхания. Большинство рыб делают это через жабры, но некоторые, например, вьюны, и через кожу (до 90% газа).

Повышает концентрацию углекислого газа в воде чрезмерное скопление растений и рыб. Причем признаки удушья у рыб аквариумист обычно замечает, но задолго до этого у них уже происходит незаметное на первый взгляд изменение обмена веществ. У некоторых рыб повышение концентрации углекислоты вызывает рост аппетита, но пиша не усваивается нужным образом, и рост потребления корма сопровождается медленным истощением их организма.

Удаляется этот газ из воды в период световой фотосинтетической деятельности растений. Количество его снижается с повышением температуры и солености воды. Для большинства животных организмов углекислый газ ядовит. Недостаток углекислого газа в аквариумной воде пагубно сказывается на водных растениях. Большинство из них (криптокорины, эхинодорусы и др.) относится к прибрежным, временами заливаемым водой растениям. В атмосфере такие растения без труда усваивают углекислый газ в чистом виде. Оказываясь погруженными в воду, они улавливают углекислый газ из воды при фотосинтезе. Но в аквариуме с небольшим количеством рыб или при их отсутствии (допустим, аквариумист занимается только подводным садоводством) газ, накопленный ночью в результате дыхания растений, полностью усваивается уже в первой половине дня, а его поступления в результате дневного дыхания тех же растений совершенно недостаточно для покрытия фотосинтетических потребностей растений. Возникает острое голодание, рост растений постепенно замедляется, а затем начинают разрушаться их ткани. Водные растения, живущие постоянно в стоячей воде, например, элодея, умеют получать недостающий углерод из сложных соединений, присутствующих в воде, а многие ботанические редкости получают его только из углекислого газа. Поэтому, занимаясь только водными растениями, аквариумист вынужден населять свои подводный сад достаточным количеством рыб, хотя это и усложняет уход за подводными плантациями, поддержание аквариума в чистоте.

[Охват Марьян]

Продолжения:
Сероводород. Он образуется в стареющих аквариумных системах в результате жизнедеятельности гнилостных бактерий и бактерий, восстанавливающих сульфаты воды. Роль последних незначительна, а первых очень высока, особенно если возле дна скапливаются остатки несъеденного корма. Сероводород опасен не только сам по себе, но и своим участием в химических процессах, снижающих концентрацию в воде кислорода.

Болотный газ (метан). Этот газ образуется около дна, в грунте, в результате разложения отмерших животных организмов и частей растений.

И сероводород, и болотный газ ядовиты для большинства обитателей аквариума. Их появление можно предотвратить, обеспечивая чистоту в аквариуме, правильный режим его содержания, аэрацию и фильтрацию.

В воде содержатся не только растворенные газы. Чистая вода в природе вообще не встречается. У нее, как правило, очень сложный химический состав. Даже в дождевой воде "экологически чистого" средневековья всегда содержались хлор, натрий, кальций, аммоний и другие вещества.

В наше время в зависимости от концентрации промышленных предприятий в конкретном районе речные, озерные и подземные воды имеют множество вредных примесей, которые не в состоянии устранить любые очистительные системы.

В водоемах происходят многие биологические процессы, меняющие химический состав воды и насыщающие ее органическими веществами.

Совокупность всех этих веществ определяет и химический состав воды в аквариуме. В разных регионах страны он, естественно, разный.

Вещества находятся в воде в ионном и молекулярном виде. Основной солевой состав приходится на 7 ионов: кальция, магния, натрия, калия, хлоридов, гидрокарбонатов и сульфатов. Помимо этого в воде содержатся: медь, марганец, железо, фтор, йод, бор, цинк и ряд других элементов. Степень минерализации воды различна в отдельных местностях, но нигде не превышает грамм на литр.

Жизнь биологических организмов в воде прежде всего определяется активной реакцией этой воды. Как известно, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, формула ее пишется Н2О. Поскольку в природе всегда есть слабое электричество, то под его воздействием часть молекул воды распадается на ионы водорода Н+ и гидроксильную группу ОН'. Этот процесс называется диссоциацией. На ионы частично распадаются и соли, кислоты и щелочи, растворенные в воде.

Когда содержание ионов H+ и ОН' в воде равно, говорят, что вода имеет нейтральную реакцию. В такой воде, согласно принятым международным нормам, на ионы распадается 1 молекула из 10 миллионов. Эту цифру можно выразить как 10-7. Это и есть показатель активной реакции воды. Давать этот показатель ионов принято в десятичных логарифмах, что предполагает обратный знак степени.

Показатель активной реакции воды дается по количеству ионов водорода H+ и называется водородным показателем рН. Шкала показателей рН представляет собой прямую линию от 0 до 14, где цифра семь означает нейтральную воду, эта цифра еще называется водородным показателем. Влево от водородного показателя идут кислые воды (слабокислая - кислая - сильнокислая), вправо - щелочные (слабощелочная - щелочная - сильнощелочная). Жизнь в воде возможна в пределах рН 3,5 - 10,5. В аквариумах рН обычно колеблется в пределах 6 - 8,5. В грязных аквариумах у дна рН может доходить до 5,4.

Итак, запомните: рН означает содержание в воде образовавшихся от распада под воздействием электричества молекул Н2О ионов Н+ и ОН' и является одним из важнейших показателей состояния воды в аквариуме.

Показатель рН очень подвижен. Он зависит от температуры воды, жизнедеятельности растений, от освещения, от степени подвижности воды в водоеме. В течение суток он может колебаться в пределах 2 единиц. В связи с этим судить о нем можно только приблизительно.

Добиваться абсолютной его точности в аквариуме бессмысленно.

Вот пример того, как меняется этот показатель в течение суток.

В процессе дыхания биологических организмов поглощается кислород, окисляются углеводы, выделяется углекислый газ и образуется энергия, используемая для жизнедеятельности. В результате вода постепенно окисляется, показатель рН снижается. Особенно активно идет этот процесс ночью. Но вот приходит день, а вместе с ним наступает световая фаза фотосинтеза растений, активность потребления углекислоты ими заметно возрастает. Образуются углеводы и свободный кислород. Поглощение СО2 растениями при хорошем освещении может идти столь активно, что поступление углекислоты, выдыхаемой теми же растениями и другими обитателями аквариума, не компенсирует потери, что вызывает повышение рН.

Неизбежно встает вопрос о компенсации этих регулярных сдвигов.

Делается это двумя путями:

1) устоявшуюся аквариумную воду опытные аквариумисты никогда не меняют всю, а лишь регулярно подменивают ее часть; вода, доливаемая взамен испарившейся, препятствует колебаниям рН, но имеет постоянную тенденцию к снижению этого показателя. Там, где вода достаточно жесткая, этой проблемы практически не существует;

2) постоянно проводится аэрация аквариума: из пузырьков подаваемого в воду воздуха регулярно пополняется запас СО2 в воде.

Если воду постоянно не перемешивать, то в течение суток показатели рН особо резко меняются по слоям воды. В верхних слоях во время интенсивного фотосинтеза растений рН может подняться до 10-11, при этом у дна он сохранится стабильным (допустим, около 6,6), а в средних слоях будет колебаться от 6,5 (ночью) до 7-8 (днем). Суточные колебания рН в 1,5-2 единицы большинство рыб еще могут выдержать, но колебания 6,5-11 днем для живого организма опасны. При рН 10-11 рыбы опускаются в нижние слои, а растения, породившие такое подщелачивание воды, начнут разрушаться в приповерхностных слоях.

Колебание показателя рН зависит и от температуры воды: с повышением температуры он снижается. Например, если замерять показатель при 0 °С, нейтральной следует считать уже воду не с рН 7, а с рН 7,97 (почти 8); значит, вода, имеющая рН 7 при 0 °С уже будет слабокислая.

В зависимости от отношения к концентрациям водородных и гидроксильных ионов все биологические организмы подразделяются на:

- стеноионные (выдерживающие незначительные колебания рН);
- эвриионные (способные переносить большие колебания рН).

Для обитателей аквариума существуют определенные, так называемые рН-барьеры, выход за пределы которых как влево по шкале (в кислую сторону), так и вправо (в щелочную) недопустим.

Недопустимо и перемещение обитателей аквариума из одной воды в другую при разнице их показателей рН больше чем на 0,8-1, в противном случае у рыб может произойти шок, а у растений начинается быстрое или постепенное разрушение тканей.

Что же происходит с организмами, когда показатель рН приближается к цифрам барьера? Изменения уловить трудно, но знать о них необходимо.

У растений наблюдается то явление, которое аквариумисты, не вдаваясь в его суть, назвали несовместимостью. Однако практически несовместимых растений в наших аквариумах нет, но есть растения с разными рH- барьерами. Например, кабомба при повышении рН до 8 останавливает фотосинтетическую деятельность, валлиснерия продолжает ее до 10, а элодея и до 11. Ясно, что кабомба сначала остановит рост верхушечных стеблей, а затем будет сбрасывать листья.

Постепенно и у валлиснерии начнут разрушаться концы листьев возле поверхности, степень подщелачивания верхних слоев воды элодеей для этих двух видов окажется непереносимым ежедневным испытанием.

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.

У рыб снижение показателя рН воды повышает аппетит. Но радоваться этому не имеет смысла: аппетит вызван резким уменьшением усвояемости пищи, увеличением энергетических затрат, у молоди - сокращением использования питательных веществ на рост. Некоторые рыбы (например, барбусы) начинают чесаться о грунт и камни, дискусы теряют ориентировку и гибнут, ряд сомов погибают от дистрофии при активном потреблении корма. Ухудшается у рыб и захват кровью кислорода, частота дыхания увеличивается, но появляются признаки удушья. Снижение показателя рН воды для многих тропических рыб служит стимулом к нересту. Именно эти цифры и проставляют обычно для расбор, харацинид и других видов. Но держать их в подкисленной воде постоянно нецелесообразно, тем более выращивать молодь.

Наиболее подходящая вода для большинства обитателей аквариума должна иметь колебания рН около 7.Это достигается главным образом правильным уходом за аквариумом, регулярной сменой части воды, постоянным принудительным движением ее, чистотой водоема.

Следующим важнейшим показателем является редокс-потенциал водной среды, по другому, ее окислительно-восстановительный потенциал. Редокс-потенциал стимулирует или тормозит рост и развитие водныхорганизмов.

Говоря о растворенных в воде газах, мы имеем в виду молекулярный кислород О2, содержащий два атома этого газа (именно молекулярный кислород захватывается гемоглобином крови при дыхании животных, усваивается в процессе дыхания и выделяется в световой фазе фотосинтеза растениями). Когда мы говорим о вопросах редокс-потенциала, то имеем в виду атомарный кислород.

Слово редокс образовано от двух слов - редукция (восстановление) и оксидация (окисление). Редукцией в данном случае называется процесс выделения кислорода или поглощения водорода, оксидацией - процесс поглощения кислорода.

Во время окислительных или восстановительных реакций изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества: одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно, - восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними и есть редокс-потенциал.

При измерениях (в электрохимии) величина этой разности обозначается как Еh и выражается в милливольтах. Чем выше концентрация компонентов, способных к окислению, в сравнении с концентрацией компонентов, могущих восстанавливаться, тем выше показатель редокс-потенциала. Такие вещества, как кислород и хлор, стремятся к принятию электронов и имеют высокий электрический потенциал, следовательно, окислителем может быть не только кислород, но и другие вещества (в частности, хлор), а вещества типа водорода, наоборот, охотно отдают электроны и имеют низкий электрический потенциал.

Наибольшей окислительной способностью обладает кислород, а восстановительной - водород. Но между ними располагаются и другие вещества, присутствующие в воде и менее интенсивно выполняющие роль либо окислителей, либо восстановителей.

Таким образом, в водной среде постоянно происходят как окислительные, так и восстановительные реакции, не видимые глазу. В процессы окисления сразу после оборудования комнатного водоема включаются неорганические вещества. Заселение аквариума растениями и рыбами, другими животными усиливает окислительные процессы. В них включаются погибшие части корней и листьев, выделения животных, массовое появление, а затем гибель бактерий, поэтому в только что устроенном аквариуме высокий редокс-потенциал.

Затем из круга окисляемых веществ выпадают в основном неорганические вещества - их доля в окислении в дальнейшем будет незначительна. Количество включаемых в процессы окисления органических веществ тоже стабилизируется (не отмирают поврежденные при посадке части растений, стабилизируется постоянное количество бактерий в грунте и фильтре), и редокс-потенциал снижается.

Он может резко возрасти в результате экологической катастрофы, которую претерпевает среда обитания в аквариуме из-за неумелых действий любителя. К ним можно отнести:

- резкую смену воды;
- слишком большую долю добавленной водопроводной воды, которая усиливает отмирание частей растений, вызывает массовую гибель бактерий.

Резко повышает редокс-потенциал "цветение" воды. В целом показатель этого потенциала за годы существования аквариума имеет тенденцию к снижению - в старом аквариуме со "старой" водой и заиленным грунтом активнее протекают процессы восстановления.

В биохимии, в отличие от электрохимии, величины редокс-потенциала выражаются не в милливольтах, а в условных единицах rН (reduktion Hydrogenii). Существуют специальные таблицы перевода результатов, измеренных с помощью прибора в милливольтах, в условные единицы rН. Шкала условных единиц содержит 42 деления, 0 означает чистый водород, 42 - чистый кислород. Естественно, что вблизи этих показателей жизнь невозможна.

В пресных водоемах зона, пригодная для жизни, лежит между 25 и 35 единицами. В аквариуме она меньше - между 26 и 32 единицами. Некоторые растения выдерживают несколько меньший показатель rН (например, для криптокорины - 25,6), самый высокий уровень выдерживает гетерантера - 32.

Отношения рН и rН тесно взаимосвязаны. Окислительные процессы понижают показатель активной реакции воды (чем выше показатель rН, тем ниже рН), восстановительные - способствуют повышению рН. В свою очередь, показатель рН влияет на величину rН.

Следует отметить также, что величина rН в верхних слоях воды обычно выше, в нижних - ниже. Поскольку показатели рН колеблются в течение суток, сменяется и величина rН. Она зависит также от температуры воды.

Показатели редокс-потенциала измеряют сложными приборами с платиновыми электродами, пока недоступными аквариумистам. При этом определяются давление газа, концентрация восстановленной формы водорода.

Как же получить представление о величине редокспотенциала, если определить ее практически нечем? Индикаторами, позволяющими косвенно судить о показателях редокс-потенциала, служат растения.

Так, разрастание сине-зеленых водорослей свидетельствует о высоком rH; высокий, хотя и несколько ниже, показатель rН способствует бурному росту зеленых водорослей. Большинство аквариумных цветковых растений развивается при 29-30 rН. Апоногетоны обильно цветут при 30,2- 30,6 rН, а уже при 31 сбрасывают листья. При этом же показателе редокс-потенциала заболевают и останавливают рост эхинодорусы, а выше 31 апоногетоны и эхинодорусы теряют корневища. Криптокорины, наоборот, благоденствуют при rН 26-29, более высокий показатель ведет к их гибели, уже при 29 они перестают размножаться вегетативно.

Редокс-потенциал ниже в придонных слоях воды. У поверхности грунта он больше, чем в самом грунте, особенно если песок в аквариуме сильно слежался.

По существу, именно грунт определяет суммарный показатель редокс-потенциала в аквариуме: чем больше скапливается в грунте веществ, имеющих тенденцию к отдаче электронов, тем сильнее снижается rН. Для здоровья аквариума, продления благополучия водной среды необходимо поддерживать в грунте чистоту и периодически промывать его.

[Охват Марьян]

Продолжения:
Следующий важный показатель - жесткость воды. Пресные воды сильно отличаются по жесткости. Этот показатель определяется присутствием в воде ионов кальция и магния. Причем безразлично, в каких соединениях эти вещества находятся. Количество кальция и магния зависит от типа окружающих водоем почв, от площади водосбора, сезона, погоды, времени суток. Естественно, что вода, взятая из водоемов, в разных районах мира существенно отличается по жесткости.

Ионы кальция и магния имеют знак "+" и обозначаются как Са++, М++; они называются катионами и связаны с различными анионами, имеющими знак "-". Если катионы связаны с анионами угольной кислоты, то говорят о карбонатной жесткости воды; если катионы связаны с анионами хлора, соединений серы, азота, кремния, фосфора и т.д., то говорят о некарбонатной жесткости.

Сумма всех анионов определяет общую жесткость. Общая жесткость воды образуется из двух составных: постоянной (неизменной) жесткости и временной (устранимой) жесткости. Последнюю можно уменьшить, например кипячением воды; колеблется она и в зависимости от жизнедеятельности растений. С изменением или устранением временной жесткости снижается и общая жесткость воды.

В гидрохимии жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах кальция и магния; 1 мг-экв содержит 20,04 мг/л Са или 12,5 мг/л Мg. В биохимии этот показатель выражается обычно в градусах. В советской аквариумной литературе принято выражать жесткость в немецких градусах dH (от слов "немецкая жесткость" - "дойче Харте"). Но в книгах других стран могут встретиться и другие градусы: 1 dH = 0,36 мг-экв = 1,78° французского = 1,25° английского.

В жестких водах, содержащих соединения кальция, растения днем выделяют углекислый газ из карбонатных веществ. Происходит этот процесс в виде сложной химической реакции, в ходе которой образуется соль кальция СаСОз, выпадающая в осадок игольчатыми кристалликами кальцита. Этот осадок покрывает серой пленкой листья тех растений, которые таким путем получают углекислый газ - элодеи, рдесты, кабомбы (не все аквариумные водные растения обладают такой способностью). Уменьшение количества карбонатов в воде ведет к снижению ее жесткости и называется биогенным умягпением воды. Оно тем выше, чем лучше освещены в аквариуме растения. Так как от карбонатной, временной жесткости, зависит общая, растения вызывают ее колебание в течение суток. При плохом освещении, а также ночью часть соли СаСОз вновь переходит в состояние ионного раствора.

Следовательно, показатель жесткости столь же непостоянен, как и другие показатели воды. Особенно резко колеблется жесткость воды при ее "цветении". Большие колебания временной и общей жесткости могут отрицательно сказаться на здоровье обитателей аквариума.

В мягкой воде соль СаСОз вступает в реакцию с углекислым газом и существенно изменяет показатель рН. Углекислый газ, растворенный в воде, активно взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, а из нее получаются ионы бикарбоната, они диссоциируют и дают ионы карбоната, причем на всех этапах этой сложной реакции вода обогащается ионами водорода. В жесткой воде кальций и магний выступают буфером, тормозящим эти сдвиги, поэтому в городах, где водопроводная вода мягкая и временная, или карбонатная, жесткость невысока, ночью могут происходить заморы в аквариуме - гибель рыб и других реагирующих на сдвиги рН животных. Часто криптокорины испытывают физиологический шок и сбрасывают листья. Там же, где вода имеет жесткость выше 6 °dН, таких неприятностей можно не опасаться. По этой же причине криптокорины, лагенандры и ряд апоногетонов лучше культивировать в воде с жесткостью 6-8 °dН, чем в той воде, в которой они растут в природе (0,8-1,5 °dН).

Водные растения, достаточно чувствительные к жесткости воды, предпочитают слабожесткую, хотя есть и исключения. Так, мадагаскарские апоногетоны решетчатые, баивианус растут в водах с жесткостью 0,8-1,2°dН, а в аквариумах погибают при жесткости 4-5°.

Криптокорина цилиата, наоборот, растет при жесткости, превышающей 20-30°. В мягкой воде разрушаются раковины улиток, плохо переносят линьку креветки и раки этим животным недостает кальция. Большинство аквариумных рыб нормально живет при 3-15° жесткости. Но и здесь мы встречаемся с отклонениями. Живородящие рыбки нуждаются в воде с жесткостью 10-15° dН, харациниды предпочитают 3-6°, цихлиды озера Малави - 14-20°. Некоторые бычки из рек Средней Азии в мягкой воде очень быстро погибают.

В нашей стране природные воды принято подразделять на:

- очень мягкие (2-4°);
- мягкие (4-11°);
- средней жесткости (11-22°);
- жесткие (22-34°);
- очень жесткие (более 34°dН).

Следующий важный показатель - это наличие в воде азота и его соединений.

Соединения этого газа крайне нужны растениям и другим биологическим организмам. С другой стороны, они могут оказать сильное токсическое воздействие. Так, аммоний в аквариуме образуется в результате гниения органических остатков (корма, частей растений, трупов рыб), содержащих органические соединения азота, и может отравить обитателей аквариума. Собственно, процесс гниения и называется аммонификацией. В ходе этого процесса сложные азотсодержащие вещества превращаются в аммиак и воду, а аммиак может быть усвоен как минеральное вещество растениями.

Большинство рыб выделяет аммоний через жабры, на поверхности которых происходит обмен его ионов на необходимые клеткам организма рыб ионы натрия.

Когда аквариум перенаселен, вода регулярно не подменивается, животные не могут избавиться от избытка аммония, который постоянно накапливается в организме в ходе азотного обмена. Ионы аммония и аммиака проникают в избытке через мембраны и вызывают отравление клеток, а затем и всего организма. При высоком показателе рН более токсичен аммиак, следовательно, сдвига этого показателя в щелочную сторону допускать не следует. При низком содержании кислорода оба компонента аммония становятся еще более токсичными, значит, аэрация и фильтрация воды постоянно необходимы. Когда в перенаселенном аквариуме с несменяемой водой возрастает содержание аммония в результате обменных процессов и выделений, у рыб учащается дыхание даже при аэрации, но резко падает захват кровью молекул кислорода. А снижение кислорода в крови вызывает нарушение кислотно-щелочного баланса в организме.

Нитриты (NO2) также снижают способность гемоглобина крови захватывать и переносить кислород. Нитриты образуются в процессе окисления солей аммиака в соли азотной кислоты. Процесс заканчивается образованием нитратов (NО3), а нитриты являются как бы промежуточным продуктом. Присутствие их даже в малых количествах в воде пресноводного аквариума достаточно опасно.

Нитраты не столь токсичны, но рыбы, живущие в воде с большой концентрацией этого соединения азота, постепенно приобретают бледную окраску жабр. Причины и следствия этого явления пока не установлены. Имеются данные, что длительное пребывание рыб в растворе с большой концентрацией нитратов вызывает нарушение координации движений, почесывание, снижение активности, затрудненное дыхание.

Для ослабления токсичности аммиака следует соблюдать четыре правила:

- постоянная аэрация;
- чистота в аквариуме;
- регулярная подмена воды;
- умеренное заселение аквариума растениями и животными.

Для ограничения содержания нитратов необходимы регулярная подмена воды и обязательное заселение растениями, причем излишки их нужно удалять.

Мы вплотную подошли к вопросу о том, как готовить необходимый для работы (чаще всего для разведения рыб) состав воды.

Поскольку речь идет о химических процессах, то потребуется специальное оборудование. Однако пугаться не стоит. При отсутствии такового достаточно приобрести самое необходимое. Это:

- бюретка (прозрачная стеклянная трубка с делениями и закрывающейся пипеткой на нижнем конце, предназначена для отмеривания определенного количества жидкости);
- микробюретка;
- пипетка;
- мерный цилиндр;
- несколько колб различных форм и объемов.

В первую очередь выясним, как определять состав воды по вышеназванным показателям.

Жесткость воды измеряют методом титрования веществом сложного химического состава, называемым двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты, другими словами трилоном Б.

Это вещество образует растворимые внутрикомплексные соединения с ионами кальция и магния, характеризующими жесткость воды. Если в воду, содержащую ионы кальция и магния, ввести раствор индикатора (красителя), меняющего цвет в их присутствии, а затем добавить туда трилон Б, то в эквивалентной точке произойдет изменение его окраски. В качестве индикатора обычно применяют эрихром черный Т или хромовый темно-синий.

Методики точных определений показателей состояния воды мы даем по книге "Секреты аквариумного рыбоводства" под редакцией В.А.Смирнова.

Жесткость воды определяют следующим образом.

1. Готовят сантинормальный (0,01 н) раствор трилона Б. В 700 мл дважды дистиллированной воды (или химически обессоленной) растворяют 1,86 г трилона, и объем раствора доводят до 1 л. Приготовляют буферный раствор, служащий для поддержания рН испытуемого раствора в пределах выше 9 (индикаторы изменяют свой цвет не только в присутствии ионов кальция и магния, но и при изменении рН), для чего растворяют 20 г хлористого аммония в дистиллированной воде, добавляют 100 мл 25%-го раствора аммиака и доводят объем до 1 л путем дополнительного долива дистиллированной воды.

2. Готовят раствор индикатора. Разводят 0,5 г хромового темно-синего в 20 мл буферного раствора, объем полученного раствора доводят до 100 мл, доливая в него этиловый спирт. Если вместо хромового темно-синего берут эрихром черный Т, то нужно учитывать, что раствор его менее стоек и его можно готовить не более чем на 10 суток.

3. Определяют жесткость воды. Для этого берут исследуемую воду в объеме 10 мл, добавляют 1 мл буферного раствора и 1-2 капли раствора индикатора. При этом раствор окрашивается в розово-красный цвет.

Далее из микробюретки по каплям и при постоянном помешивании вводят раствор трилона Б до изменения окраски из розовой в синюю. В момент окрашивания раствора в синий цвет замечают количество израсходованного на это трилона Б (в мл). Это количество и будет равно жесткости воды (в мг-экв/л), принятой по современному ГОСТу. Однако в аквариумной практике жесткость воды считают не в мг-экв/л, а в наших или немецких градусах жесткости, которые численно равны между собой (один немецкий градус равен 0,36 мг-экв/л, следовательно, 1 мг- экв/л равен 2,804°, или 2,8°).

Если при приготовлении трилона Б взять навеску его не 1,86, а в 2,8 раза меньше (0,66 г), то жесткость воды будет измеряться непосредственно в градусах, то есть 1 мл израсходованного на титрование трилона Б будет равен 1° жесткости воды.

Раствор трилона Б, приготовленный для титрования, требует уточнения титра. Вызвано это тем, что трилон Б, как это было сказано выше, сложное химическое соединение, и даже точная его навеска требует химической проверки. Делают это следующим образом.

Готовят 0,01 н раствор фиксанала сернокислого магния (фиксанал - особо чистое вещество точной навески). Для этого ампулу фиксанала всыпают в 700-800 мл дважды дистиллированной воды, растворяют соль и этим же раствором, а затем дистиллированной водой ополаскивают ампулу, чтобы смыть остатки соли. Затем в мерной колбе раствор доводят до 1 л. (Применение мерной колбы во всех случаях приготовления растворов необходимо, так как обеспечивает более точный отмер жидкости, чем мерные цилиндры и стаканы.) Растворы сернокислого магния сохраняются долго. Установку титра производят так: к 10 мл 0,01 н раствора сернокислого магния (фиксанала) прибавляют 1 мл буферного раствора, 1-2 капли индикатора и титруют трилоном Б, как при определении жесткости.

По формуле К = 10/а определяют коэффициент титра, где К - коэффициент титра, "а" - расход трилона Б. Она пригодна для сантинормального раствора трилона и определения жесткости воды в мг-экв/л. Если раствор трилона приготовлен для определения жесткости в градусах, то применяется формула поправочного коэффициента К = 28/а. В дальнейшем при измерениях полученный коэффициент нужно умножать на результат измерений. Пользуясь этим методом, можно скорректировать раствор трилона так, чтобы коэффициент стал равным единице (К = 1).

Учитывая, что высокая точность определения жесткости воды нужна не во всех случаях аквариумной практики, можно упростить изложенную ранее методику измерений. Она будет пригодна для определения жесткости воды с точностью 0,5°. Условно 1 капля жидкости из обычной пипетки имеет объем 0,04 мл (так условно договорено в медицинской и научно-химической практике). Тогда, несколько изменив концентрацию, буферный раствор готовят следующим образом: 2,7 г хлористого аммония растворяют в 18 мл 25%-го аммиака и разбавляют дистиллированной водой до 50 мл. Далее в полученный раствор добавляют 0,25 г хромогена синего, растирают его и доводят до 100 мл спиртом.

В полученном составе растворяют 0,83 г трилона Б и таким образом получают комбинированный раствор для определения жесткости воды, 1 капля которого эквивалентна 0,5° жесткости.

Результат работы проверяют по фиксаналу сернокислого магния и, если потребуется, корректируют. На титрование 10 мл фиксанала должно пойти 56 капель комбинированного раствора.

Можно определить общую жесткость воды более грубым "мыльным" методом. 10 мг оксида кальция в 1 л воды нейтрализуется 0,1 г чистого мыла. Для этого 60-72%- ое хозяйственное мыло крошат с торца бруска, отвешивают 2-3 г и разводят в теплой дистиллированной воде. Затем наливают в бюретку или в стакан с делениями так, чтобы была возможность отмерить порции раствора, содержащие 0,1 г мыла. В банку наливают 1 л аквариумной воды и затем, взбалтывая, наливают порции раствора, при этом в каждой должно быть 0,1 г мыла. Когда на поверхности воды появятся устойчивые мыльные пузыри с характерным радужным отливом, операция окончена. Количество порций с 0,1 г мыла равно числу градусов общей жесткости воды. При достаточном опыте проведения измерения ошибка составит 1°. При жесткости воды более 12° точность измерения снижается и пробу воды нужно наполовину разбавить дистиллированной, а результат измерения умножить на 2.

Аквариумисту иногда нужно знать показатель не только общей жесткости, но и так называемой временной, или карбонатной, частично устраняемой кипячением. Для измерения его готовят комбинированный раствор: 0,03 г метилоранжа (индикатор) растворяют в 25 мл дважды дистиллированной воды, затем добавляют 0,7 мл соляной кислоты марки Х.Ч. или Ч.Д.А. и доводят объем до 100 мл дважды дистиллированной водой. Раствор имеет красный цвет. При добавлении капли его к воде, имеющей карбонатную жидкость, она окрашивается в желтый цвет.

Добавляя раствор в воду по каплям (при постоянном помешивании) до получения оранжевой окраски и считая капли, измеряют карбонатную жесткость. Одна капля раствора эквивалентна 0,5°. Для смягчения водопроводной воды ее разбавляют в нужной пропорции дистиллированной или химически обессоленной, измеряя при этом полученный результат или пользуясь данными, приведенными в Таблице 1.

Дистилляция. На дно сосуда из жаропрочного материала кладут кусочки фарфора, обеспечивающие равномерное кипение, наливают воду, закрывают пробкой с отверстием, в которое вставляют конец стеклянной трубки или змеевика, связанный с холодильником. При кипячении воды ее пары конденсируются в холодильнике, и дистиллированная вода стекает в сосуд. Жесткость получаемой воды - dН 0,8-2,3°. При необходимости можно провести повторную дистилляцию и получить воду жесткостью 0,2-0,8°. Недостаток данного процесса - его малая производительность.

Вымораживание. Воду наливают в низкий (200-300 мм) и возможно большего диаметра эмалированный или морозостойкий пластмассовый сосуд и ставят на мороз или в морозильник. После того как вода наполовину высоты сосуда замерзнет, пробивают лед, воду выливают, а лед растапливают. Полученная изо льда вода обычно имеет жесткость (в зависимости от начальной) 1-3°.

Кипячение воды. Воду кипятят в течение 1 ч в эмалированной посуде, охлаждают и сливают две трети верхнего слоя, у которого жесткость будет снижена за счет понижения временной жесткости. При этом способе вода теряет ряд питательных веществ, необходимых растениям.

Применение дождевой или снеговой воды, которая имеет жесткость dН до 3° можно рекомендовать лишь в районах, где атмосфера не загрязнена промышленностью. Во всяком случае ее нужно отстаивать несколько недель, а затем, взяв верхний слой, фильтровать через активированный уголь и несколько дней аэрировать, после чего, смешав в нужной пропорции с обычной водой для получения необходимой жесткости и рН, проверить пригодность на дешевых рыбах.

Если нужно увеличить жесткость воды, лучше воспользоваться так называемой гипсовой водой. Для ее приготовления 2 г гипса (можно технического) размешивают в 1 л воды, дают отстояться в течение 2-3 суток, временами перемешивая раствор. После отстоя гипсовую воду сливают и добавляют к мягкой воде.

Другой способ. 18,3 мл 10%-го раствора хлорида кальция или 19,7 мл 10%-го раствора сульфата магния повышают жесткость 100 л воды на 1°. Предпочтительно добавлять растворы в равном по действию количестве. Активная реакция воды (рН). Эта величина зависит от концентрации в растворе (воде) водородных ионов.

Для измерения рН промышленность выпускает электронный прибор, называемый рН- метром. Однако стоимость его высока, да и пользоваться им довольно сложно, так как прибор требует периодической проверки специальной сервисной аппаратурой.

Аквариумисту проще применять для измерения рН так называемый колориметрический метод, основанный на свойствах некоторых красителей (индикаторов) изменять свой цвет при различной величине рН.

Химическая промышленность выпускает наборы таких красителей для определения рН от 0,1 до 13. Каждый индикатор в этом наборе дан в количестве, необходимом для приготовления 100 мл рабочего раствора.

К набору приложена инструкция по их приготовлению. Аквариумистов интересует не весь предел измерения рН, а только часть его - от 5 до 8.

Для этих целей достаточно два индикатора:

- бромкрезоловый пурпуровый, меняющий цвет от желтого (при рН 5,2) до пурпурово- фиолетового (при рН 6,8);
- феноловый красный, меняюший цвет от желтого (при рН 6,8) до красного (при рН 8).

Ампулу индикатора из набора или навеску 0,1 г растворяют в 20 мл теплого спирта и доливают до 100 мл дистиллированной водой. 2 капли раствора добавляют к 5 мл воды, активную реакцию которой измеряют и по изменению окраски судят о величине рН.

Для большей точности измерений пользуются цветной шкалой, которую несложно изготовить самостоятельно, раскрасив колонки гуашью или акварелью и пользуясь при этом как эталоном буферными растворами.

Буферный раствор для построения цветной шкалы готовят следующим образом. Точную навеску в 21,008 г чистого вещества марки Х.Ч. лимонной кислоты растворяют в объеме до 1 л дважды дистиллированной воды и обозначают как раствор "А". Далее 35,628 г натрия фосфорнокислого двузамещенного также растворяют в объеме до 1 л дважды дистиллированной воды и обозначают как раствор "Б".

Оба раствора помещают в микробюретки. Далее в небольшой пробирке последовательно готовят по 5 мл буферного раствора с заданным рН, как указано в Таблице 2.

К полученным в пробирке 5 мл смешанного буферного раствора добавляют 2 капли индикатора и, подбирая цвет, рисуют цветную шкалу.

Для рН 6,8 добавляют 2 капли бромкрезолпурпура, а для рН от 6,8 до 8 - фенолового красного. Далее при всех измерениях пользуются той же пробиркой, в которую наливают 5 мл испытуемой воды и 2 капли индикатора, а затем сравнивают с изготовленной цветной шкалой.

Цветную шкалу следует делать при дневном свете или при лампе дневного света (ЛД), держа пробирку с эталонным цветом над листом белой бумаги. Измерения по цветной шкале можно делать при любом свете.

Кроме того, промышленностью выпускается прибор Алямовского для определения рН почвы, который как нельзя лучше подходит для определения рН воды в интервале от 4 до 7,8 с точностью 0,1. Его несложно изготовить и самостоятельно. Для этого из стеклянной трубки диаметром 15х0,8 мм изготавливают 25 пробирок длиной 100 мм.

Возможен и другой диаметр трубки, но все 25 пробирок должны быть одинаковы; 20 из них понадобятся для изготовления цветной шкалы и поэтому должны быть подготовлены под запайку. Можно пробирки после наполнения закрыть пробками и залить эпоксицной смолой. Остальные 5 пробирок будут рабочими. Затем надо приготовить индикатор. К прибору Алямовского он готовится так: 0,01 г метилового красного растворяют в 30 мл этилового спирта, затем добавляют 0,74 мл 0,05 н раствора едкого натра (0,2 г едкого натра в 100 мл воды) и доводят до 50 мл дистиллированной водой. Далее 0,04 г бромтимолового синего растворяют в 20 мл этилового спирта, добавляют 1,28 мл раствора едкого натра и разбавляют до 100 мл дистиллированной водой. Оба раствора сливают, получая 150 мл раствора смешанного индикатора к прибору Алямовского. Далее готовят цветную шкалу сравнения к этому прибору, но предварительно нужно приготовить четыре цветных раствора:

- в 1 л 1%-го раствора соляной кислоты - 10 г по массе на 1 л воды растворяют 59,5 г хлористого кобальта;
- в 1 л 1%-го раствора соляной кислоты растворяют 45,05 г хлорного железа;
- в 1 л 1%-го раствора соляной кислоты растворяют 400 г хлорной меди;
- в 1 л 1%-го раствора соляной кислоты растворяют 200 г сернокислой меди.

Полученные растворы по 5-6 мл наливают в пробирки в соответствии с данными, приведенными в Таблице 3, и запаивают. После этого прибор готов к работе.

Для измерения рН берут 5 мл исследуемой воды и добавляют в нее 0,3 мл индикатора (7 капель), пробирку взбалтывают, не закрывая пальцем, и сравнивают окраску с цветной шкалой.

Изменить значение рН до необходимого уровня можно следующим образом: если рН выше необходимого значения, то воду можно подкислить, добавляя раствор пищевой лимонной кислоты.

Для подкисления воды можно использовать верховой торф, который берут из глубоких слоев верховных болот, где в течение многих веков из-за сильного разложения он приобретает темно- или черно-коричневый цвет. Проверку пригодности торфа для аквариумных целей специалисты рекомендует проводить следующим образом. Пробу торфа размягчают в небольшом количестве воды и через 10-20 ч проверяют у нее значение рН, которое должно находиться в кислой области. Затем воду аэрируют, и если значение рН увеличится, то торф непригоден.

Перед подкислением воды в аквариуме торф кипятят в дистиллированной воде (из расчета 5 г торфа на 1 л воды) в течение 20-30 минут, пока она не приобретет темно-коричневый цвет.

Полученный экстракт тщательно фильтруют и вливают в аквариум небольшими порциями, следя за его равномерным распределением (поможет аэрация) и проверяют при этом значение рН.

Подкислять воду торфом ниже рН 6 не рекомендуется, так как в воду выделяются дубильные вещества, избыток которых вреден для населения аквариума. Подкислять воду без ограничения рН лучше раствором химически чистой ортофосфорной кислоты, который по каплям добавляют в воду, постоянно контролируя рН.

Понизить значение рН можно с помощью ольховых шишек без семян. Столовую ложку заливают стаканом кипятка и кипятят в течение 5-10 минут. Стакан отфильтрованного отвара рассчитан на 10 л воды.

Подщелачивать воду проще всего питьевой содой, так как при передозировке значение рН не поднимается выше 8,4. Более стойкие результаты получаются при подщелачивании воды жесткостью 8° и выше.

При подкислении или подщелачивании воды удобно определить количество применяемого средства для получения необходимого рН в единичном объеме воды и затем пересчитать его на требуемый объем.

Изменение рН в аквариуме, населенном рыбами, производят постепенно, не более чем на 0,3 единицы в сутки.

Приготовление химически обессоленной воды. Химическое обессоливание воды основано на способности некоторых химических соединений, называемых ионитами или ионообменными смолами, удерживать на поверхности ионы различных элементов и при определенных условиях обменивать их. Иониты, обменивающие катионы (положительно заряженные ионы), называются катионитами, а обменивающие анионы (отрицательно заряженные ионы) - анионитами.

Пропуская воду, содержащую различные соли, в том числе кальций и магний, последовательно через катионит и анионит, можно получить обессоленную воду. Этот способ гораздо эффективнее дистилляции.

Практически это делается так. Берут два сосуда (колонки), которые нетрудно изготовить из полиэтиленовых бутылок (например, из-под газированной воды) вместимостью 0,5-1 л. В эти бутылки сверху встраивают пластмассовую воронку, а снизу - трубку. Положив на дно сосуда фильтровальную ткань или капроновую вату, для того чтобы зерна ионитов не вымывались через трубку, засыпают туда иониты.

В воронку верхней колонки наливают водопроводную воду (или 5%-ый раствор чистой соляной кислоты при регенерации катионита, который прекратил способность обменивать катионы). В этой колонке катионы металлов, в том числе кальция и магния, обмениваются на катионы водорода (Н). Вода попадает в нижнюю колонку, где анионы кислотных остатков обмениваются на анионы гидроксильной группы.

Таким образом, при обессоливании ионы солей, содержащихся в воде, заменяются на водород и гидроксильную группу.

Если иониты приобретались в сухом виде, то для их использования нужна предварительная подготовка. Для этого катионит засыпают в стеклянную банку и в течение 5-6 ч замачивают в дистиллированной воде, а затем в 20%-ом растворе чистой поваренной соли. При этом в продолжение 4 часов концентрация соли снижается до 5% и каждый раз катионит промывается от мелких фракций и пыли. Катионит переносят в колонку, где он отмывается от соли дистиллированной водой и затем 2%-ым раствором едкого натра до выравнивания рН исходного и вытекающего из колонки раствора. После этого отмывка продолжается обессоленной водой до реакции рН 7. Отмытый катионит регенерируют 5%-ым раствором чистой соляной кислоты до выравнивания рН, а затем промывают водой до достижения светлооранжевого или желтого цвета по метилоранжу. После этого катионит готов к работе.

Анионит сначала отмывают солью, а затем 5%-ым раствором соляной кислоты до уравнивания рН на входе и выходе. Далее анионит промывают обессоленной водой до нейтральной рН 7 и переводят в рабочую форму обработкой 2%-ым раствором едкого натра до выравнивания рН, а после этого вновь промывают водой до нейтральной реакции.

Подготовку ионитов не производят, если их приобретают в чистом виде.

В марку ионитов добавляют букву "ч". Например: катионит Ку2-8ч, или анионит АВ- 17-8ч.

При отмывке и регенерации ионитов для предварительных проб можно пользоваться индикаторной бумагой.

Как уже говорилось, рыбы дышат кислородом и выдыхают углекислый газ, который днем в процессе фотосинтеза потребляют растения, выделяя кислород. Различные растения поставляют неодинаковое количество кислорода, так, например, болотные растения, которые мы культивируем под водой, растут медленно и поставляют кислорода значительно меньше, чем быстрорастущие растения, привыкшие жить под водой. Если в аквариуме правильно выбрано соотношение количества рыб и растений, то обоих газов для них достаточно, и они прекрасно себя чувствуют. Если же растений мало, а рыб много, то последние испытывают недостаток кислорода, и в этом случае аквариумист прибегает к помощи аэрации. Кроме того, аэрация нужна в выростных аквариумах, когда в относительно небольшом объеме содержат большое количество рыб.

[Охват Марьян]

Продожения:
Аэрация выполняет следующие задачи:

- насыщает воду кислородом;
- создает циркуляцию воды в аквариуме;
- выравнивает температуру во всем объеме аквариума;
- разрушает бактериальную и пылевую пленку, образующуюся на поверхности воды.

Воздух от воздушного насоса (мембранный компрессор, поршневой насос и др.) через шланг поступает в распылитель, находящийся около грунта, и выходит из него мелкими пузырьками. Обогащение воды кислородом идет как у ее поверхности, куда пузырьки воздуха увлекают за собой нижние, бедные кислородом слои воды, так и через стенки самих пузырьков. Кроме того, за счет циркуляции воды более теплые верхние слои воды вытесняются вниз, и происходит выравнивание температуры, и, наконец, пузырьки и вызванное ими движение воды на поверхности разрушают бактериальную и пылевую пленку.

Поскольку аэрация усиливает интенсивность газообмена, то во многих литературных источниках указывается, что ее в аквариуме с большим количеством растений применять нецелесообразно, существует опасность снижения количества углекислого газа в воде. Однако этот газ тяжелее воздуха, и, собравшись над поверхностью воды, он сейчас же возвращается в раствор. Поэтому для удаления излишков углекислого газа нужно, чтобы к поверхности воды поднимались лишь крупные пузырьки воздуха, причем это производится лишь ночью, когда в растениях не происходит процесс фотосинтеза.

При выключении насоса из-за охлаждения шланга и потери давления воздуха вода может подняться по шлангу и, если насос установлен ниже уровня воды в аквариуме, согласно принципу сообщающихся сосудов, попадет в насос и выльется из него на пол комнаты.

При работе виброкомпрессор, в отличие от поршневого насоса, несмотря на амортизационные прокладки, издает надоедливое, а ночью мешающее спать гудение. Однако именно в это время аэрация нужна более всего, так как растения и рыбы дышат кислородом круглые сутки, а процесс фотосинтеза происходит лишь при свете, и, следовательно, именно ночью может наступить момент, когда в воде будет мало кислорода. Чтобы прибор не мешал, его можно установить в прихожей или где-либо в другом месте, например, между рамами окна, просверлив отверстия для электропроводов и трубки подачи воздуха.

Можно также снизить уровень шума, включив прибор через понижающий трансформатор.

Правда, при этом надо учитывать снижение производительности компрессора.

Зарубежные фирмы выпускают воздушные насосы различной производительности (1,2- 100 л/мин). Некоторые модели снабжены встроенным фильтром, задерживающим пыль и копоть. Наиболее мощные обслуживают до 200 распылителей, установленных на глубине 25-30 см.

Распылитель соединяют с насосом шлангом из пластмассы или резины (только не черного цвета) и кладут на камень или подвешивают на небольшом расстоянии от грунта. Если его положить на грунт, то частички грязи, увлекаемые током воды, будут подниматься вверх и осядут на растениях.

Регулировать количество воздуха, подаваемого в аквариум, можно различными зажимами, устанавливаемыми на шланг, или вентилем на насосе.

От одного выходного отверстия насоса воздух можно подавать в несколько распылителей с помощью тройников. Распылители, получающие воздух от одной магистрали, могут пропускать различное его количество из-за разной длины трубопроводов и изгибов трубок.

Поэтому на линии каждого распылителя нужно установить зажимы, с помощью которых можно равномерно распределить давление в трубопроводах, уменьшая отверстия в магистрали распылителей, работающих при более слабом давлении.

Распылителями называют различные пористые наконечники, они предназначены для получения мелких пузырьков воздуха при аэрации.

Чем меньше пузырьки, тем больше суммарная площадь их поверхности, а следовательно, интенсивнее происходит обогащение воды кислородом.

Наряду с распылителем промышленного изготовления, который соединяют трубкой с компрессором, распылитель можно сделать из нетоксичного, водостойкого, пористого материала: пемза, песчаник, карборунд, высушенная сердцевина бузины с косым срезом по торцу и, наконец, можно заглушить отверстие трубки подачи воздуха пробкой и сделать на ее конце мельчайшие отверстия концом иглы. Для мощных компрессоров лучше взять сучки березы, черемухи или рябины; для компрессоров послабее винограда. Самые лучшие распылители делают из веточек крушины: с них сдирают кору и подрезают наискось. Такие распылители не набухают и не засоряются, пузырьки воздуха получаются очень мелкие. Крушину можно использовать как в морской, так и в пресной воде.

Эффективность перемешивания слоев воды проверяют, измеряя температуру в нескольких точках верхнего и пригрунтового слоев воды, и если разница достигает 3 °С, то следует увеличить подачу воздуха, а если это не помогает (особенно в длинных аквариумах), то установить по распылителю в левой и правой частях аквариума.

В комнате, где находится аквариум, не следует увлекаться курением, поскольку никотин в концентрации 1 мг/л уже вреден рыбам.

Подающийся в аквариум воздух можно очищать, пропуская через водяной фильтр.

Прозрачность воды, отсутствие в ней большого количества взвешенных частиц - один из важнейших показателей благополучной жизни аквариума. Добиваться этой чистоты помогает фильтрование воды.

С помощью фильтра производится:

- очистка воды от неорганических частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии;
- удаление из воды растворенных органических соединений и азотсодержащих продуктов обмена веществ;
- удаление из воды определенных растворенных веществ (например, медикаментов после лечения рыб);
- создание циркуляции воды в аквариуме;
- аэрация воды.

Все детали фильтра, соприкасающиеся с водой, и фильтрующий материал (наполнитель) должны быть водостойкими, нетоксичными и противостоять действию слабых кислот и щелочей.

Приводом фильтра служат эрлифтный или водяной насос.

Производительность фильтра бывает разная и во многом зависит от привода. Обычно приемлемыми считают следующие нормы очистки:

- не менее 3 объемов аквариума в сутки;
- примерно половина объема аквариума в час;
- объем аквариума в час.

Иногда связывают производительность фильтра с плотностью населения аквариума рыбами.

В любом случае фильтр должен обеспечить такую прозрачность воды аквариума, чтобы все предметы, а также расположенные у задней стенки аквариума растения и плавающие там рыбы, были отчетливо видны.

Фильтры бывают:

- внутренние, когда фильтрующий материал находится в аквариуме; он может быть расположен на грунте или в толще воды. В корпусе фильтра находится кассета с перфорированным дном, в которой располагается фильтрующий материал. Такая конструкция позволяет не вынимать корпус фильтра из аквариума для промывки фильтрующего материала, а ограничиться выемкой кассеты. К недостаткам внутренних фильтров следует отнести скопление грязи около всасывающего отверстия;
- наружные, когда фильтрующий материал находится вне аквариума.

Наружный фильтр отличается от внутреннего удобством обслуживания, при котором не нарушается покой обитателей аквариума, возможностью применения различных фильтрующих материалов и большими размерами.

Перелив воды из аквариума в фильтр через трубу основан на принципе сообщающихся сосудов. Заборный конец трубы имеет небольшие отверстия или сетку, чтобы в нее не попали улитки, мелкие рыбки, камешки и т.п. Камера препятствует обратному току воды при колебании ее уровня. Слив воды в аквариум может происходить через конические расходящиеся насадки, расположенные вдоль сливной трубы, что одновременно аэрирует воду, или через саму трубу, погруженную в воду, что создает сильный поток жидкости, благоприятный для ряда видов рыб, но опасный для многих видов растений.

По способу действия фильтры подразделяют на:

- механические;
- биологические;
- физико-химические.

Механический фильтр предназначен для очистки воды от неорганических и органических частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии.

Кроме того, он может производить аэрацию и циркуляцию воды в аквариуме.

Фильтрующим материалом в таком фильтре могут быть песок, гравий, изделия из фарфора, керамики и глины (керамзит, фарфоровые трубки и пр.), синтетический материал (вата, волокно, пенопласт, поролон и пр.).

Размер пор конкретного фильтра зависит от структуры материала и увеличивается вместе с ростом зерна. При крупном зерне и большой производительности фильтра частицы грязи глубоко проникают в фильтрующий материал, и он должен быть достаточно толстым. Его укладывают ровным слоем, чтобы вода не могла местами застаиваться.

Если применяют материалы с различным размером пор, то воду сначала пропускают через крупнопористый материал (фильтр грубой очистки), а затем через мелкопористый (фильтр тонкой очистки), при этом материалы разделяют перфорированной перегородкой.

Фильтрующий материал довольно быстро загрязняется и нуждается в регулярной очистке. Его тщательно промывают в воде не реже 1 раза в неделю.

Рекомендуется после остановки работы фильтра на 1 и более суток перед включением промыть фильтрующий материал, поскольку из-за недостатка кислорода в нем появляются анаэробные бактерии и сливаемая в аквариум вода будет наполняться ядовитыми веществами.

Кроме фильтрования воды фильтр производит ее аэрацию.

Вода засасывается через отверстия в нижней части трубы слива воды в фильтр и, пройдя через фильтрующий материал, сливается в аквариум через перфорированное дно корпуса фильтра.

Правда, в случае слива воды в аквариум через малые отверстия, из воды изгоняется углекислый газ, необходимый растениям.

Биологический фильтр предназначен для удаления из воды растворенных органических соединений и азотсодержащих продуктов обмена веществ за счет действия поселяющихся в нем бактерий. Вода из аквариума, прежде чем попасть в биофильтр, должна быть очищена механическим фильтром, чтобы не засорять субстрат биофильтра, и обогащена кислородом, необходимым для дыхания бактерий.

Применение биофильтра наиболее целесообразно в аквариуме с сильно загрязняющими воду рыбами, а также в перенаселенном рыбами аквариуме. В хорошо засаженном растениями аквариуме с нормальным количеством рыб применение биофильтра вряд ли целесообразно, так как он задерживает питательные вещества, необходимые растениям, причем не только содержащие азот, но и такие минеральные вещества, как железо и марганец. Кроме того, сами растения являются своего рода биофильтрами.

Площадь поверхности биофильтра должна быть как можно больше, поэтому его обычно располагают вдоль задней стенки аквариума.

Субстратом могут служить гравий, кварц, гранит, базальт, иные материалы с зерном 2,5-5 мм. Субстрат укладывают слоем 5-7 см.

Наиболее благоприятное значение рН воды, протекающей через биофильтр, должно колебаться между 6,8-8,2, а ее скорость не должна превышать 4 см/мин, иначе произойдет вымывание бактерий (скорость равна производительности насоса, деленной на площадь поверхности гравия, лежащей в плоскости, перпендикулярной потоку воды).

По поводу направления потока воды через биофильтр существуют различные точки зрения. Одни считают, что это не имеет значения, другие утверждают, что вода должна протекать снизу вверх, поскольку это предотвращает опасность возникновения бескислородных зон.

Биофильтр заселяется бактериями примерно через 2 месяца и лишь тогда начинает эффективно работать. Чтобы не разрушать культуру бактерий, гравий постоянно должен находиться в потоке богатой кислородом воды. При необходимости отключения фильтра от аквариума его подсоединяют к сосуду с чистой водой, чтобы не прервать работу. Через 6-8 месяцев работы фильтра, несмотря на предварительную механическую очистку, гравий засоряется и снова нуждается в очистке. При этом в фильтре следует оставить немного старого гравия, что сохранит культуру бактерий и при повторном наполнении фильтра чистым гравием ее развитие пойдет значительно быстрее.

Для контроля работы биофильтра в нем делают отстойник, в который попадает вода, прошедшая биологическую очистку. Здесь осаждаются хлопья биологической грязи, которую время от времени нужно отсасывать. Если этого осадка нет, то фильтр не работает.

На высоте 30 мм устанавливают второе, промежуточное перфорированное дно (обычно из оргстекла), снабженное ребрами жесткости, которые целесообразно расположить веером, расходящимся от отверстия трубы слива. Они не должны касаться дна аквариума. На промежуточное дно (фальшь-дно) кладут ткань из синтетического материала, которая защищает отверстия фальшь-дна от проникновения грунта, но хорошо пропускает воду.

Принцип работы физических и химических фильтров основан на том, что некоторые субстанции, в особенности органические молекулы, можно с помощью как физических, так и химических процессов выделить из раствора и образовать из них слой между водой и воздухом или водой и твердым материалом. Кроме того, в этих фильтрах можно производить обогащение воды нужными веществами. Субстрат используется как фильтрующий материал для удаления определенных веществ путем адсорбции. Вода сначала очищается от взвесей, затем проходит через слой субстрата и в заключение через синтетическую вату, которая задерживает взвешенные частицы.

В пеноотделителе используется способность пузырьков воздуха, поднимающихся к поверхности воды, захватывать с собой молекулы и различные частички. При этом пузырьки интенсивно смешиваются с водой, лопаются на ее поверхности и там остаются связанные с поверхностью вещества, образующие пенистый слой. Этот метод целесообразно применять для удаления таких органических веществ, как красители и протеины, а также жиры. Можно удалить и растворенные в воде химикалии, неорганические фосфаты и ионы металлов, мелкие частички детрита и даже микроскопические клетки водорослей. Пена собирается в коллекторе, откуда ее периодически удаляют. Прямоточная система более проста, но менее производительна.

Пеноотделительные колонки используют в морском аквариуме и очень редко в пресноводном, так как в нем выделения рыб несравненно беднее органикой и их значительно меньше.

Для подкисления воды в фильтре можно использовать торф, а для подщелачивания - лом известняка. В обоих случаях вода должна пройти предварительную механическую фильтрацию.

Озоновый фильтр почти полностью устраняет коллоидный белок и бактерии. Его нельзя применять в только что устроенном аквариуме, поскольку он убивает нитрифицирующие бактерии.

В аквариумистике используют гранулированный активированный уголь (марки БАУ, АГ), полученный после соответствующей обработки березового или букового угля. Он бывает в продаже в аптеках, а также прилагается к приборам для очистки водопроводной воды. Гранулы угля имеют громадное количество мельчайших канальчиков, образующих в сумме огромную поверхность, что обеспечивает хорошую поглощающую способность угля.

Гранулированный уголь, предназначенный для технических целей, использовать нельзя - он содержит вещества, ядовитые для рыб, а также характеризуется высоким содержанием калия и фосфорной кислоты, сильно влияющих на рН и dН воды.

Уголь используют в фильтре для удаления из воды красящих веществ, растворенных в воде медикаментов, хлора, озона и части растворенных органических веществ. Проходящая через него вода должна обязательно предварительно пройти механический фильтр, иначе мельчайшие взвеси быстро закупорят канальчики гранул и уголь выйдет из строя. Перед закладкой угля в фильтр (удобно в капроновой сетке) его нужно некоторое время прокипятить в воде, чтобы удалить воздух из канальчиков, а затем промыть струей воды.

Время действия угольного фильтра в литературных источниках оценивается по- разному. В одних рекомендуют заменять уголь через 1-2 месяца, в других - раз в неделю. По поводу количества закладываемого в фильтр угля мнения также различны: от 1 до 10 г на 1 л воды аквариума.

О том, что уголь потерял свои свойства по очистке воды от органики, говорит ее желтоватый оттенок. Использованный уголь не восстанавливается.

[Охват Марьян]

Що важливо знати

Міграція кисню

Кількість розчиненого у воді кисню, що поступає в основному з атмосферного повітря, залежить від температури води. Чим вище температура, тим менше насичуюча концентрація кисню. При яскравому освітленні рослини в процесі асиміляції вуглекислого газу виділяють більше кисню, чим його споживають. Окислювальна здатність води, залежна багато в чому від рівня розчиненого кисню, характеризується окислительно-відновним (редокс) потенціалом (RH), значення якого при зміні води, посиленні аерації, включенні озонатора, додаванні у воду перманганату калія, перекисі водню і т.п. різко збільшується, що може привести до стресу гідробіонтов: риб, рослин, безхребетних. За допомогою згаданих вище впливаючих чинників можна змінювати потенціал RH і здійснювати контроль його значення, тобто здійснювати моніторинг.

Жорсткість води - моніторинг

Жорсткість води підрозділяється на загальну (DGH), тобто сумарну, і її складові: карбонатну (КН), визначувану розчиненими у воді бікарбонатами кальцію і магнію, і постійну, залежну від концентрації розчинених солей кальцію і магнію, утворених сильними кислотами. Карбонатна жорсткість називається ще тимчасовою, оскільки при кип'яченні води вона різко знижується за рахунок перетворення бікарбонатів (або гідрокарбонатів) на карбонати, які випадають в осад у вигляді всім знайомою накипи. Саме карбонатна жорсткість робить негативний вплив на запліднення ікри риб, що мешкають в м'яких водах: неону, расбор і ін. Крім кип'ячення, зниження жорсткості води можна добитися за допомогою розбавлення її дистилятом, або за допомогою фільтрації через іонообмінні смоли, частіше всього катіоніт.Як вже наголошувалося, деяке зниження жорсткості води може бути досягнуте шляхом застосування фільтрів з торфом. Підвищення жорсткості води автор рекомендує проводити за рахунок розчинення в необхідних пропорціях хлоридів кальцію і магнію.

рН-моніторинг

Активна реакція води рн, що визначає її кислотні або лужні властивості, багато в чому пов'язана з її жорсткістю, концентрацією вуглекислого газу і гумінових кислот, а також, як наслідок, з рівнем аерації води, який нерідко знижує кількість розчиненої вуглекислоти за рахунок обміну з атмосферою. Підкислення води здійснюють шляхом розчинення у воді неорганічних кислот (соляною, фосфорною, азотною), танніна (тільки для м'якої води!) і, як згадувалося вище, за допомогою фільтрації через торф за рахунок гумінових кислот, що знаходяться в нім. Ще з'явилися останнім часом у продажу буферні суміші - кондиціонери також забезпечують сприятливий і стабільний рівень рн за рахунок так званих буферних властивостей розчинів, що утворюються при розчиненні сумішей в акваріумній воді. Підвищення рн проводять за допомогою розчинення питної і кальцинованої соди або їх суміші.

Солоність

Загальна кількість розчинених у воді неорганічних речовин визначає її солоність або мінералізацію. Моніторинг солоності здійснюється шляхом розчинення у воді морської або кухонної солі з подальшим вимірюванням, при необхідності, питомій електропровідності води. Ця характеристика залежить від температури води і обчислюється в мікросиммен-сах на сантиметр. Зміна солоності приводить до зміни осмотичного тиску в живих клітинах організмів, що, стосовно розведення риб, дозволяє стимулювати нерестову активність (див., наприклад, подальші випуски серій <Розведення акваріумних риб> і "Цихліди - риби з інтелектом>). Крім того, практика показує, що переміщення ікри, що розвивається, з м'якої води з малою солоністю в жорсткішу підсолену, і навпаки, полегшує прорив оболонки і викльов ембріонів (наприклад, у стурізом, хилодусов і т.п.)

[Охват Марьян]

Продовження:

Хлор

Хлорування, вживають для знезараження питної води, різко негативно позначається на здоров'ї риб і ембріонів. Позбавитися від значної частки розчиненого хлора можна шляхом відстоювання води і сильної аерації протягом доби, кип'ячення, фільтрації через активоване вугілля або розчинення спеціальних препаратів типу <Хлор-Мінус>, наявних в продажі.

Азот

З'єднання азоту, що містяться в тій або іншій кількості у воді акваріумів, нерестовіков і вирощувальних водоймищ у вигляді сечовини, амонія, аміаку (залежно від рн), нітриту і нітратів, шкідливі і небезпечні для риб, ікри, ембріонів, що розвиваються, і молоді. Особливо отруйний аміак, що утворюється у воді в результаті діяльності нітрифікуючих бактерій у присутності кисню і при лужній активній реакції рн. Відмічено, що вже при концентраціях в тисячні долі міліграма на літр води у риб починається затруднене дихання, яке при подальшому підвищенні концентрації приводять до дихальних паралічів, отруєння і загибелі. При недоліку кисню у воді нітрифікуючих бактерій мало, і процеси міграції азоту, нітрифікації-денітрифікації відбуваються поволі, що несприятливо позначається на рибах, гальмується ріст мальків і т.д. В умовах акваріуму проблему знімає підміна води, посадка водних рослин, що швидко розвиваються, в умовах хорошого освітлення, а також використання спеціальних фільтрів, в яких культивуються водорості. Вода з водопроводу, згідно існуючим стандартам, може містити до 50 міліграма нітратів на літр. Це є причиною пригноблюваного стану особливо ніжних і чутливих риб (наприклад, трофеусов, ципріхромісов і ін.). Крім того, така вода непридатна для приготування синтетичної морської води.Морські риби і особливо безхребетні дуже страждають від такої води. Усунути проблему можна шляхом застосування іонообмінних смол, зворотнього осмосу, згадуваних вище, і попередньої підготовки води перед підміною. Щоб підготувати воду, потрібно помістити її в резервуари з водною рослинністю або корінням наземних рослин, що швидко ростуть, наприклад монстери.

Фосфати

Наявність фосфатів в акваріумній воді, організмів, що утворюються в результаті життєдіяльності, також робить негативний вплив на риб. Тому необхідні підміна води, застосування іонообмінних смол і установок зворотного осмосу (АЛЕ), використовуваних для отримання екологічно чистої питної води в побутових і промислових фільтрах. Рівень фосфатів, що допускається, в питній воді (до 1,6 міліграма/л) повинен враховуватися при аналізі невдач розведення при підміні води в несприятливий весняний період, коли в річки змивається багато забруднюючих речовин, зокрема з полів і сільськогосподарських угідь змивається багато добрив, отрутохімікатів і частково мінералізованого гною.

Важкі метали

В тій або іншій кількості важкі метали (мідь, цинк, залізо і т.д.) незмінно присутні в природних водах, що робить сприятливий вплив на ріст водних рослин при частій підміні води. Цей факт давно помічений акваріумістами. Проте в процесі контакту із сталевими і навіть оцинкованими трубами або із-за тривалого перебування води, наприклад, в іржавих водонапірних баштах, концентрація важких металів у воді різко збільшується і може перевищити допустимі межі. Аналогічна ситуація виникає при використанні води з місцевих джерел водопостачання (колодязів, свердловин). Особливо впливає на якість води наявність міді, токсичність з'єднань якої значно підвищується у міру зниження жорсткості (поріг токсичності може мінятися від 2 міліграма/л до 0,01 міліграма/л в м'якій воді, тобто в 200 разів (!) по рівню концентрації). Цю особливість також слід брати до уваги при використанні лікарських і профілактичних препаратів, що містять з'єднання міді. Гарантовано позбавитися від важких металів у воді нерестовіков можна вже згадуваними методами застосування катіонітов і установок із зворотним осмосом.

На закінчення хочеться відмітити, що в практиці любителів найчастіше немає особливої необхідності застосовувати всілякі технічні засоби: озонатори, тести рн, RH, електропровідності, всіляких тестів і т.д. Проте може наступити такий момент, коли захочеться дізнатися докладніше про властивості води, щоб зрозуміти причини власних успіхів і невдач.