Каталог растений
По зоне посадки
По сложности содержания

Разбираемся с жесткостью и буферными свойствами воды: gH, kH и TDS

Наверное, качественная вода в аквариуме - это самый главный аспект успешного акваскейпа. Правы те, кто говорят, что содержание аквариума - это содержание воды
Автор статьи
Максим Еремин
13 лет аквариумной практики. Знает о травниках абсолютно все

Ко мне часто обращаются за консультацией с вопросом о том, как сделать красивый, успешный аквариум, но при условии, что “у меня не идеальная вода”.

Так вот первое, с чего необходимо начать путь к здоровому растительному аквариуму — позаботиться о качестве воды в аквариуме. Невозможно взять любого качества воду и сделать в ней шедевр. Воду необходимо создать (подготовить), а затем уже использовать в аквариуме.

При подходе “использовать ровно то, что течёт из крана” прийти к успешному аквариуму гораздо сложнее. И зачастую именно водопроводная вода является первоочередной проблемой появления водорослей, заболевания рыб, гибели креветок. Пришла пора разобраться во всех значениях. Как их измерять и контролировать. И вообще, зачем всё это нужно.

Что означают кН, gH, TS, TDS, TSS в воде?

Жёсткость и буферные свойства воды

TS (общий объём солей) = TDS+TSS — это всё, что растворено в воде. В зависимости от гранулометрического состава можно выделить:

TSS (объём взвешенных частиц)

Общее содержание частиц, размер которых превышает 2 микрона. Это могут быть отходы рыб, бактерий, отгнившие ткани растений. Это инструментально неизмеримый показатель, который можно заменить на параметр “прозрачность\мутность”.

Жёсткость и буферные свойства воды

Жёсткость и буферные свойства воды

В аквариумах такие тестирования не проводятся, разве что на глаз, но для любознательных коротко расскажу про тестирование воды на показатель TSS.

Сквозь специальный фильтр проливается вода, после чего фильтр промывается деионизационной водой (из-под фильтра обратного осмоса). Это делается с той целью, чтобы показатели растворённых солей (TDS) не влияли на показания TSS. Затем измеряется прирост в весе фильтра.

Жёсткость и буферные свойства водыРаботая сотрудником галереи природных аквариумов, я заметил, что многие отмечали чрезвычайную прозрачность воды в аквариумах. Это как раз можно и отнести к параметру TSS.

Этот параметр важен при содержании мелких рыбок и креветок. У них нежные жабры, которые могут забиваться частичками TSS, что может привести к их гибели.

TSS можно регулировать:

  • механически с помощью мощной фильтрации внешними фильтрами, внутренними фильтрами с синтепоновым наполнителем. 

  • химически с помощью специальных кондиционеров от мутной воды, осаждающих из толщи воды на дно столь крупные частицы. Затем их необходимо отсифонить со дна. 

Жёсткость и буферные свойства водыОбилие взвешенных частиц может быть следствием перекорма ваших рыбок, перенаселения аквариума (много отходов жизнедеятельности рыбок и, как следствие, бактерий), гибели листьев растений (а, значит, что-то в аквариуме не в порядке) или недостаточной фильтрации в вашем аквариуме.

С точки зрения акваскейпинга обилие взвешенных частиц влияет на появление водорослей на листьях, т. к. эти частицы могут осаждаться на листьях растений и, значит, являться местом (субстратом) роста водорослей.

Многими любимый мох и вовсе может погибнуть от обилия TSS на листьях и стеблях.

Исходя из этого, в акваскейпах профессионалов редко можно увидеть одновременно большое количество рыб (тем более крупных) и обилие мха.

Степень фильтрации аквариума оценивается не только с позиции объёма фильтрующего наполнителя (media), но и по мощности течения из фильтра. Так, присутствие большого количества взвешенных частиц может говорить и о недостаточном течении в аквариуме. Не забудьте позаботиться и об этом. Например, своевременно промывать фильтр, менять наполнители.

Разбираемся с жесткостью и буферными свойствами воды

помпа течения для аквариума

  • В случае сильно разросшегося аквариума, возможно, будет хорошим решением поставить помпу течения. Она не имеет наполнителя, а лишь создаёт дополнительное течение в аквариуме.

  • Также, чем больше растворённых веществ в воде, тем меньше прозрачность воды, что оказывает сильное воздействие на проникновение света в воду. А это прямая зависимость с процессом фотосинтеза растений.

Думаю, с TSS разобрались.

TDS (объём растворённых солей)

gH + kH + Нитраты + Нитриты + Хлориды + Хлорамины + Сульфаты + Фосфаты + Аммоний + Карбонаты + Бикарбонаты + другие соединения (удобрения, кондиционеры для воды, лекарства для рыб).

Инструментально измеряемый параметр воды, показывающий сколько всяких химических добавок растворено в воде.

TDS метр

TDS метр

Например, с помощью него можно понять, насколько вода жёсткая или мягкая (но это не является оптимальным параметром для такого анализа), насколько хорошо растения потребляют добавляемые в воду удобрения.

По количеству растворённых солей выделяются следующие категории:

  • Менее 1500 мг\л (ppm) — пресная вода

  • 1500-5000 мг\л (ppm) — солоноватая вода

  • Более 1500 мг\л (ppm) — морская вода

Особенно высокое значение TDS может быть признаком низкого качества воды.

  • В случае с TSS нам часто бывает достаточно установить качественный фильтр и взвешенных частиц станет гораздо меньше в воде или их не будет вовсе.

  • В случае же с TDS механическая фильтрация не работает. Здесь нам в помощь будет только химическая компонента фильтрации аквариума.

Зачем надо знать TDS и где это применяется?

Жёсткость и буферные свойства воды

Первое и, наверное, самое важное — это химическая чистота исходной воды. Почти все профессиональные акваскейперы используют фильтры обратного осмоса для создания своих аквариумов.

Это специальные фильтры, устанавливающиеся в магистрали водопровода вашего дома или квартиры, наподобие обычных бытовых фильтров, с той лишь разницей, что пить такую воду нельзя и она используется в специализированных целях, одна из которых, как раз, аквариум с растениями.

Фильтры обратного осмоса очищают водопроводную воду до состояния почти дистиллированной.

Обратноосмотический фильтрСтепень очистки воды контролируется как раз параметром TDS.

Обратноосмотический фильтр состоит из префильтров: фильтра механической очистки и угольного фильтра, а также мембраны — основного элемента обратноосмотического фильтра.

Префильтры служат в качестве защиты мембраны для увеличения её срока работы.

При TDS из водопровода ~ 300 картридж угольного фильтра расходуется в течение недели, картридж механической очистки — в течение двух недель, а вот состояние мембраны можно оценить только по TDS.

Новый фильтр очищает воду с ~300 TDS до ~4. Когда значение TDS воды после фильтра (обычно измерение делается на выходе из мембраны) начинает расти даже с учётом новых фильтров, значит, близится время замены мембраны на новую.

Обычно, после мембраны устанавливаются фильтры с деионизирующей смолой. Он “добивает” остаточный TDS после мембраны с 3-4 до 0 ppm.

Жёсткость и буферные свойства воды

Жёсткость и буферные свойства воды

Я рекомендую использовать именно такую воду (0 ppm) в растительных аквариумах, т. к. оставляя TDS после осмоса на значении отличном от нуля, мы не знаем, что же остаётся в этой воде, т. к. мы видели ранее, что TDS состоит из большого количества различных составляющих.

 Авито Spectrapure maxcap 180GPDСостояние ионообменных смол также контролируется с помощью TDS. Таким образом, при использовании воды после обратного осмоса TDS мы контролируем дважды.

После мембранного фильтра и после ионообменных смол.

Компания SpectraPure предусмотрела необходимость часто измерять TDS, поэтому встроила в свои фильтры электронные TDS-метры. В некоторых фильтрах этой фирмы их даже два.

Воду с каким TDS лучше всего использовать в растительном аквариуме?

Это зависит от удобрений, которые вы планируете использовать в вашем аквариуме, и от планируемых рыбок и растений.

Например, рыбки озера Танганьика живут в природе в воде с TDS ~400 ppm, рыбки реки Амазонки (например, всем известные Неоны — Paracheirodon axelrodi) с TDS близким к 0. Так, TDS (здесь это можно приравнять к жёсткости воды gH — что это такое будет ниже) является одним из определяющих факторов будущих жителей аквариума.

Т. к. фильтры обратного осмоса очищают воду максимально, оставляя лишь молекулы H20, значит, и ничего полезного в воде для растений тоже не остаётся. Таким образом, необходимо озадачиться добавлением удобрений с самым широким спектром макро- и микроэлементов (спектром, а не концентрацией).

Жёсткость и буферные свойства воды

Жёсткость и буферные свойства воды

Здесь можно выделить две больших категории удобрений: которые подходят для использования в чистом осмосе и которые не подходят.

Для осмоса точно подходят удобрения компаний:

Tropica
ADA
Prodibio

Остальные удобрения с ремаркой “надо пробовать”.

Я никогда не стеснялся говорить своим клиентам “я не знаю, надо пробовать”, потому что аквариумистика — это хобби, не имеющее жёстких правил, все советы являются лишь рекомендациями.

Удобрения других фирм-производителей я рекомендую использовать с водой TDS ~ 100 ppm.

Как приготовить воду с необходимым TDS?

Жёсткость и буферные свойства воды

  • Восстановить воду с помощью реминерализаторов gH+kH 

  • Или смешать осмотическую воду с водопроводной водой.

Многие используют именно второй метод из-за его дешевизны: можно покупать более простые удобрения (которые не используются в осмосе) и не надо покупать реминерализаторы.

Я рекомендую первый способ. Он позволяет полностью контролировать параметры исходной воды.

Жёсткость и буферные свойства воды

Разбираемся с жесткостью и буферными свойствами воды

Какой TDS нужен именно вашему аквариуму?

Составьте список жителей аквариума:

  • растения
  • рыбки

  • креветки
  • улитки

Посмотрите, какой параметр TDS оптимален для каждого из них (какой он у них в природе — возможно, поиск такой информации займёт немало времени) и выберите среднее значение. Возможно, от кого-то из выбранного населения придётся отказаться.

Если Вы планируете содержать креветок, особенно озаботьтесь значением TDS приготавливаемой воды. Минимальное значение TDS для содержание креветок ~100. Безусловно, есть случаи удачного содержания креветок и в воде с более низким содержанием солей в аквариуме, но это скорее исключение, чем правило.

Жёсткость и буферные свойства водыTDS — это инструментально измеряемый параметр воды, поэтому с помощью электронного TDS-метра можно проводить измерения этого параметра в вашем аквариуме (да и, например, для измерения этого параметра в вашем водопроводе или после бытового фильтра, для человека вода с высоким TDS тоже вредна).

Идеально, если вначале недели и в конце (перед подменой воды), в вашем аквариуме будет одинаковое значение этого параметра. Это будет означать, что удобрения потребляются в полном объёме, не накапливаются в аквариуме, а, значит, у водорослей есть лишь минимальные шансы для роста.

Тело рыбок содержит воду и находятся они в воде. Клетки рыбок разделяют эти две воды, но при этом они являются полупроницаемыми. Вода с более высокой концентрацией (более плотная) будет пытаться пройти в воду с более низкой концентрацией (менее плотную), пока они не станут равными.

Если бы рыба не могла каким-то образом контролировать этот естественный поток, она бы либо быстро обезвоживалась, либо взрывалась. Но рыбы способны контролировать это посредством осморегуляции, сложной серии химических процессов.

Жёсткость и буферные свойства воды

Жёсткость и буферные свойства воды

Почки в основном работают над устранением избытка воды, но другой функцией является сохранение и реабсорбция незаменимых солей. Оба процесса работают для поддержания определенного баланса соли и воды.

Таким образом, высокое осмотическое давление (вызванное повышенным уровнем TDS за пределами естественного ареала рыбы) переполнит рыбу избытком воды и перегрузит почки, в то время как низкое осмотическое давление (вызванное уровнями TDS ниже уровней естественного ареала рыбы) лишит рыбу воды, вызвав обезвоживание.

TDS также влияет на скорость проникновения воды в рыбу через осмос. «Чистая» вода очень быстро проходит через клетки рыбы, а вода с некоторым количеством TDS будет двигаться медленнее. Рыбы используют свои почки, чтобы откачать эту воду.

тетраПочки рыб, которые встречаются в жесткой воде, не должны работать очень усердно. Рыбы с мягкой водой построены так, чтобы жить в воде, которую они быстро поглощают, чтобы вывести токсины.

Маленькая тетра будет мочиться более чем в три раза больше своего веса каждый день.

Но чем выше TDS, тем труднее сделать это для рыб, поэтому токсины остаются в их организме дольше.

Влияют на их физиологию, вызывая стресс, и это неизбежно приведет к сокращению продолжительности жизни в зависимости от вида и разницы между TDS естественного ареала и TDS в аквариуме .

Лучшие TDS-метры

Проверенные лично TDS-метры, которые можно заказать с бесплатной доставкой на aliexpress. Лично я использую прибор от Xiaomi.

Лучший и недорогой измеритель TDS от Xiaomi всего за 600 рублей
Купить на aliexpress
Профессиональный цифровой тестер воды 5 в 1. Стоимость 2 000 руб.
Купить на aliexpress
Самый продвинутый тестер для воды 7 в 1. Стоимость 2 700 руб.
Купить на aliexpress

Связь между TDS и gH (общая постоянная жёсткость воды)

Жёсткость и буферные свойства воды

Как мы уже знаем, TDS в себя включает множество различных солей и измеряя только лишь этот показатель, мы не имеем достаточно информации, чтобы понимать, какая же у нас вода. Поэтому удобно измерять показатели, входящие в TDS, каждый отдельно (конечно, при необходимости).

gH является одним из основных составляющих TDS — это совокупность солей Кальция и Магния. Обычно они представлены Сульфатами и Хлоридами. Это важно при использовании реминерализаторов осмосной воды. Обращайте внимание, чтобы соли были представлены именно сульфатами.

Жёсткость и буферные свойства воды

Жёсткость и буферные свойства воды

Говоря о том, жёсткая вода или мягкая, имеют ввиду именно показатель gH. Поэтому жёсткость воды, содержащей в себе лишь соли реминерализаторов (допустим, свежеприготовленная вода), можно измерять с помощью TDS-метра, а не капельным тестом.

Роль Кальция и Магния в растительном аквариуме

Жёсткость и буферные свойства воды

Кальций является одним из важнейших элементов для растительного аквариума, играя очень важную роль в метаболизме водных растений. Кальций активирует энзимы (ферменты), является структурирующим элементом для клеточных стенок, влияет на движение воды в клетках и является необходимым элементом для роста и деления клеток.

Дефицит кальция приводит к замедлению роста стеблей, а также корней.

Жёсткость и буферные свойства водыСимптомы варьируются от искажённых, искривлённых молодых листьев до чёрных пятен на листьях, также возможно пожелтение листьев по краям.

Поскольку кальций не ретранслируется на новые листья, то и симптомы дефицита обычно появляются сначала на них, правда, не всегда. Бледные пятна или общее побеление листа (пожелтение) также могут быть признаками недостатка кальция.

Дефицит кальция приводит к нарушениям функционирования корней и может быть причиной отравления железом.

  • Магний — также является макроэлементом в растительном аквариуме. Магний помогает улучшить цветение; усиливает зеленый цвет; и может даже помочь растениям расти более густыми. Его содержание составляет 0,2% сухого вещества растения, у некоторых растений концентрация магния в тканях сравнима с концентрацией фосфора, основного питательного вещества.

  • Магний — одно из составляющих хлорофилла. Помимо этого он активирует действие многих энзимов. Некоторые источники классифицируют магний как подвижный элемент (из одной части растения в другую), поэтому в первую очередь симптомы дефицита магния наблюдаются в старых листьях. При всём при этом само по себе содержание магния не так важно, как соотношение Ca:Mg.

По сообщениям многих аквариумистов, в том числе и Дианы Вальштадт, оптимальным соотношением Ca:Mg является 4:1, но не менее Ca (20-30) — (5-8). Несмотря на это, производители в своих удобрениях (не реминерализаторах) могут использовать и другие соотношения Ca:Mg, вплоть до 1:1.

Однако, один аквариумист из Аргентины, проведя множество опытов с удобрениями и подбором оптимальных параметров воды для аквариумов с растениями, утверждает, что соотношение должно быть не 4:1, а, наоборот, 1:4.

Я лично экспериментировал с завышением уровня магния в воде, добавляя его столько, чтобы значение было в 4 раза больше, чем кальция, но не увидел каких-то кардинальных отличий в результатах. Возможно, для перестроения аквариума на новые параметр соотношения Ca:Mg необходимо гораздо больше времени, нежели давал его я.

хлороз

хлороз

Межжилковый (межклеточный) хлороз, иногда в форме точек, начинается на кончиках и краях, затем распространяется к центру, не затрагивая  центральную жилку листа. Со временем симптомы дефицита магния распространяются и на молодые листья.

Другие источники предполагают, наоборот, что симптоматика начинается на молодых и средних листьях. Листовые зоны, затронутые хлорозом, могут изменять цвет с жёлтого цвета на коричневый (или даже на лиловый и красный).

некрозВ случае серьёзного дефицита магния может случиться некроз и активный листопад.

Иногда листопад случается и без предварительной симптоматики.

Есть источники, утверждающие, что и молодые листья могут изгибаться и их размер может уменьшаться.

Недостаток магния может быть вызван недостаточностью его отдельного внесения или высоким уровнем кальция, калия или натрия. И, наоборот, избыток калия или кальция блокирует потребление магния, вызывая его недостаток в растениях.

Из личного опыта: последние три года я работал в галерее аквариумов @forms_of_life_moscow и там я использовал чистый осмос с TDS ~0 и с удобрениями ADA, без дополнительной реминерализации исходной воды. Описываемых проблем с недостатком Кальция или Магния я не наблюдал ввиду того, что эти удобрения содержат в себе и Кальций и Магний. Так, используя максимально комплексные удобрения (ADA, Tropica, Prodibio), можно не добавлять Кальций и Магний, они скорее всего уже будут входить в состав.

Карбонатная жёсткость dKH

А теперь несколько слов о самом сложном параметре воды — временная жёсткость (карбонатная жёсткость).

Жёсткость и буферные свойства водыЗдесь я не буду много писать про этот параметр, т. к. углублённое его описание — целая отдельная статья.

dKh — общее содержание в воде карбонатных и гидрокарбонатных ионов. И жёсткостью dKh можно назвать лишь в случае, если это карбонат кальция или карбонат магния, т. е. при добавлении карбонатов добавляется ещё кальций или магний, выделяемые в воду при их реакции с кислой средой.

Правильно этот параметр называть “щёлочность”. Также этот параметр называют буфером. Как ни странно, но это не связано с рН воды, который говорит о том, какая среда в аквариуме, щелочная или кислая.

Щёлочность — способность воды удерживать стабильный рН (не допускать скачков рН — именно поэтому dKh столь важный параметр). Это важно учитывать при интенсивной подаче углекислого газа.

Активное насыщение углекислым газом может привести к резкому падению уровня рН (сдвиг в кислую среду), чтобы этого не происходило в осмотическую воду необходимо добавлять карбонатный буфер dKh. Чем выше dKh, тем стабильнее рН, но и тем больше необходимо подавать углекислого газа СО2, чтобы сместить его значение на одну и ту же величину (именно поэтому dKh не должен быть высоким).

Выше я писал, что реминерализировать воду можно с помощью солей gH и kH, либо только gH. Как понять, какой из реминерализаторов использовать?

ADA Aqua Soil AmazoniaЕсли вы используете грунт аквасойл (например ADA Amazonia), в нём уже содержится буфер, но не щелочной в виде карбонатов, а кислотный в виде гуминовых кислот, за счёт чего уровень рН всегда будет понижаться и удерживаться на значении ~6,7 (оптимальный уровень рН в аквариуме 6,6-6,8) в аквариуме с таким грунтом.

Так, в аквариумы с грунтом типа Soil нет необходимости дополнительно подавать буфер, а при использовании комплексных удобрений с кальцием и магнием в составе и добавлять gH также нет необходимости.

Замечено, что в природных водах уровень dKh обычно не превышает уровень dGh, но gH может быть и в 1,5-2-3 раза быть выше dKh.

Мои рекомендации по параметрам dGh и dKh

Жёсткость и буферные свойства воды

  • Для аквариумов с грунтом Soil и удобрениями, которые содержат кальций и магний: 0-4 dKh,

  • Для аквариумов без Soil dKh 2-6, dGh > dKh на 1-2 единицы либо равен dKh.

Не увлекайтесь чрезмерным повышением жёсткости и буферности воды.

  • 1 градус карбонатного буфера (dKh) даст нам 18 TDS

  • 1 градус gH даст нам 17 TDS

Преимущества мягкой воды с использованием грунтов типа Soil: добавляется меньше СО2 для достижения необходимых показателей рН, добавляется меньше удобрений в виду того, что в мягкой и кислой среде лучше усвояемость элементов растениями. Растения выглядят аккуратно, стройно, декоративно (как в аквариумах Амано: растения словно нарисованы мелкой аккуратной кистью).

Более подробно об удобрениях в растительном аквариуме читайте в другой моей статье!

амано аквариум

амано аквариум

Преимущества жёсткой воды (TDS >170-200):

  • габитус растений более крупный (листья, стебли, корни более массивные);
  • растения массивные и размашистые.

Недостатки:

  • необходимо большее количество подаваемых удобрений и более активная подача углекислого газа;
  • при использовании почвенных грунтов Soil они быстрее расходуют свой буферный потенциал, снижающий естественным образом рН воды, грунт со временем разрушается, превращаясь в песок и даже пыль.

Исходя из всего изложенного, становится ясно, почему многие профессиональные акваскейперы используют осмотическую воду для своих аквариумов, используют Soil, не добавляют никакие реминерализаторы и пользуются удобрениями ADA, Tropica, Prodibio.

Содержат рыбок, подходящих только под мягкую и кислую среду (живут в природе с низким содержанием солей) и достигают в итоге превосходных результатов в своих аквариумах.

Компания ADA содержит свои аквариумы с параметрами dKh~1-2, dGh~1-2, TDS чем меньше, тем лучше, иногда не превышая 50 мг\л (ppm). Насколько я знаю, они не используют реминерализаторы, т. к. такие параметры воды в Японии из-под крана.

Удачи в создании прекрасных акваскейпов!

Фотогалерея

Понравился обзор? Поставьте лайк автору
Лайк автору
5

Отзывы аквариумистов

Прикрепите до 3-х фотографий
Нажимая кнопку вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и правилами сайта изложенными в пользовательском соглашении

AquaScapeClub.com