kh и gh воды
Вопреки распространенному заблуждению общая жесткость GH не является фактором который ухудшает рост растений, скорее наоборот. Питание растений зависит от pH, а не GH. Ухудшение роста растений при повышенных pH вызвано не только тем что он не оптимален для поглощения питательных вещств, но и тем что недостаточно прочные для данного диапазона pH хелаты микроэлементов¬ просто распадаются и становятся недоступными для питания растений. Если GH выше минимально допустимого¬ для здорового роста растений (min.dH=2-3), его повышение роста не ухудшит. pH зависит не только от kH, но и множества элементов буферной системы воды аквариума с растениями отличными от карбонатной жесткости kH: количества в воде органики, гуминовых кислот, фосфатов и пр. составлюящих буферной системы воды аквариума с растениями. Карбонатная жесткость воды существенно влияет на pH, а значит и на доступность вносимых с жидкими удобрениями микроэлементов (железа в них) и концентрацию CO2 в воде, но в аквариуме буферная емкость далеко не всегда характеризуется только карбонатами¬ (kH). Жесткая вода далеко не всегда имеет высокий kH. Бывает что dH низкий, а kH высокий или наоборот. Слишком высокий pH водопроводной воды (не обязательно из-за kH) не позволяет подачей CO2 понизить pH до оптимальных 6.8-7.2 без превышения предельной концентрации для рыб (>30мг/л).
pH определяется негативным логарифмом концентрации свободных ионов H+ в воде. Если добавить в воду сильную кислоту, она полностью диссоциирует на водородные ионы H+ и нитрат [NO3-]. Ионы H+ освободившиеся в результате реакции понижают pH. Так как в процессе нитрификации при распаде промежуточного продукта азотной кислоты до аммония выделяется H+, это объясняет почему в аквариуме со временем уровень нитратов [NO3-] повышается, а pH падает. Высокий pH по причине плохой нитрификации - типичная "болезнь" молодого аквариума (нитриты и нитраты мало преобразутся до аммония NH4 и H+ не выделяется). В этот период понижать pH значительно увеличивая подачу CO2 нельзя, тем более что растения меняющие корневую систему и адаптирующиеся к новым условиям еще растут медленно.
Карбонатная жесткость воды KH измеряет количество карбонатных [CO3--] и бикарбонатных [HCO3-] ионов в воде которые являются основными компонентами щелочности. Так как она изменяется от концентрации CO2, ее еще называют временной жесткостью. Но термин карбонатная жесткость неверный: "Несмотря на множество недоразумений и дезинформации доминирующей в хобби, жесткость не имеет ничего общего с карбонатами. Термины "временная", "общая" и "карбонатная" жесткость устаревшие, и должны быть отменены. "Временная" или "общая" жесткость являются истинной жесткостью воды, но "карбонатная" жесткость совершенно не является жесткостью, это щелочность." (The Art & Science of Aquarium Management, Leo G. Morin, Ph.D, Seachem, PDF 1.02Mb)
В общем kH обычно высокий в воде с высокой жесткостью и определяет pH, но далеко не всегда - вы можете иметь kH=0 и высокий pH, или наоборот. В аквариуме с нейтральным pH=7.0 доминируют бикарбонатные ионы [HCO3-] - именно в таком виде растения за редким исключением потребляют CO2. При pH выше 7.0 доминируют карбонаты [CO3--] выпадающие в осадок что делает углерод недоступным большинству растений. Соответственно чем выше kH воды (и выше pH), тем больше надо подавать СО2 в воду снижая pH и поддерживая гидрокарбонат кальция [H2CO3] в растворенном состоянии - то есть чтобы Углерод был доступен для питания растений. В воде с очень высокой общей GH и карбонатной kH жесткостью почти весь бикарбонат выпадает в осадок, а pH воды очень высок. Требуемый kH воды зависит от того какой уровень pH вам нужно поддерживать в аквариуме. При kH=2-5° вода автоматически буферизируется на уровне pH=6.0-7.3. Так как оптимальным для растений считается pH=6.8-7.2, dkH воды должен быть 4-5 градусов. Обычно считается что для предотвращения обвала pH до подачи CO2 в аквариум kH воды должен быть min.=4°. Но в аквариуме с растениями присутствует буфер не только в виде карбонатов (kH), поэтому это правило, как и pH-контроллер¬, не работают. Вы можете иметь kH=0 и подавая CO2 до 30мг/л не получить никакого обвала pH.
Когда в аквариуме есть карбонатный буфер kH, бикарбонатные ионы с излишними водородными ионами H+ образуют угольную кислоту [H2CO3] (carbonic acid), которая медленно распадается на CO2 и воду. Так как в процессе этой реакции используются избыточные водородные ионы, pH сильно не изменяется. Со временем, когда карбонатные ионы [CO3--] полностью будут использованы, буферная емкость (то есть kH) упадет, и произойдет сильное падение pH. Это называют обвалом pH. С другой стороны при определенном уровне подачи CO2 есть некий оптимальный уровень карбонатной жесткости KH при котором pH остается стабильным. На этом основан метод определения оптимального pH по Krause¬. Но это правило не работает в аквариуме с растениями где pH определяется не только карбонатной жесткостью, но и органическими кислотами, фосфатами и другими составляющими буферной системы воды.
Общая жесткость воды GH в основном определяется концентрацией растворенных в ней Ca и Mg. Концентрация в воде карбоната кальция CaCO3=17.83мг/л соответствует одному немецкому градусу жесткости dGH. Ca 7.15мг/л дает 1 градус dH. Вода для аквариума с растениями обязательно должна иметь некую минимальную жесткость потому что Ca и Mg требуются растениям в больших количествах¬. Самая частая ошибка при использовании RO-воды это слишком низкая жесткость dH которая может вызвать "радикулит"¬ - скручивание листьев и отмирание точек роста. Всегда восстанавливайте¬ жесткость воды смешивая RO-воду с водопроводной или внося смесь химикатов. Для содержания почти всех видов растений высокая жесткость воды не создает никаких проблем. Это только снижает устойчивость хелата железа¬, но эту проблему легко решить. ADA и Seachem рекомендуют минимальную жесткость для аквариума с растениями 3-4 KH и 6-8 GH". (ADA AQUARIUM LAYOUT, рус.) В аквариумах T.Amano общая жесткость воды обычно TH=80-100мг/л. Если у вас богатый органикой и гуминовыми кислотами субстрат вроде Aqua Soil¬, восстанавливать kH RO-воды¬ вместе с dH вовсе не обязательно, буфера будет достаточно и без этого. Используя рецепт Amania GH Booster¬ не повышающий kH вы получите жизненно важные Ca и Mg, и избежите совершенно ненужного повышения pH ухудшающего рост растений.
^
книга "Техническое оснащение аквариума", Мартин Сандер, Москва, Астрель АСТ, 2002г.; оригинальное немецкое издание "Aquarientechnik im Sus- und Seewasser", 1998, by Eugen Ulmer GmbH&Co., Stuttgart, Germany, ISBN 3-8001-7341-7.
"Modern Aquascaping", by George and Karla Booth, Copyright 2000, www.frii.com/~gbooth/AquaticConcepts/Articles/book.htm#Intro
"KENT water chemistry. Raising and Caring for Live Plants", CR Brightwell Marine Scientist, Kent Marine, Inc. www.kentmarine.com
Aquatic Chemistry Terms Explained: Alkalinity, Hardness, and pH - TFH, 08/98
Understanding DH Without a Ph.D - TFH, 11/95
Understanding pH Without a Ph.D. - TFH, 07/95
Spotlight on Biotope Planted Tank Workshop (Part 1) на Petfrd.com
Water Chemistry For Dummies, Grant Gussie
CHEMISTRY AND THE AQUARIUM by RANDY HOLMES-FARLEY
GH KH and pH for the Advanced Hobbyist, Bob Dixon
Water Chemistry & CO2, Jake’s Planted Aquarium Pages
|