Jak regulować pH wody w akwarium.

W przeciętnym dekoracyjnym akwarium nie ma potrzeby zmiany pH wody, chyba że woda wodociągowa jaką dysponujemy ma skrajnie nieodpowiedni dla ryb odczyn. Dlatego też na ogół początkujący akwarysta nie musi sobie zbytnio zawracać głowy tym parametrem. Ważne by po założeniu akwarium, pozwolił mu dojrzeć i dopiero kupił ryby.

Inaczej sytuacja wygląda, gdy nabywamy szczególnie delikatne i wymagające gatunki ryb, w tym również ryby z odłowu. W takim przypadku musimy wcześniej przygotować wodę o odpowiednim dla nich odczynie. Korekta odczynu wymagana jest również w akwariach tarliskowych i w akwariach roślinnych Jednak, uwaga – szczególną ostrożność należy zachować przy kupnie ryb mających opinię problematycznych. Może okazać się, że przygotowanie dla nich wody, zgodnie z wytycznymi zawartymi w literaturze akwarystycznej będzie ogromnym błędem, który ryby przepłacą zdrowiem a nawet życiem. Niejednokrotnie zdarzało się, że nowo zakupione paletki, trafiały do zbiornika z miękką i kwaśną wodą, która okazywała się dla nich zabójcza. Dlaczego? Ponieważ ryby dorastały w wodzie o pH zbliżonym do obojętnego. Dlatego kupując ryby, należy dowiedzieć się u sprzedawcy lub hodowcy jakie parametry chemiczne miała woda, w której do tej pory przebywały.

Regulacja odczynu wody zawsze związana jest z jej twardością węglanową/zasadowością*.

Słów kilka o buforach, żwirku koralowym i torfie.

System buforowy wody, to układ, który przeciwdziała wahaniom pH wody. Jeżeli w wodzie pojawia się kwas lub zasada, to system buforowy neutralizuje go, zapobiegając zmianie odczynu wody. Z jednej strony system buforowy jest więc naszym sprzymierzeńcem, z drugiej jednak poważną przeszkodą, gdy chcemy obniżyć odczyn wody. Na system buforowy wody składają się głównie węglany (CO3-) i wodorowęglany (HCO3-), ich stężenie w wodzie akwariowej mierzymy przy pomocy testu na twardość węglanową wody. Jednak prawidłowo, ich stężenie powinniśmy nazywać zasadowością (nie mylić z zasadowością = odczynem wody). Zasadowość wody w akwarium może się wyczerpać, zużyć na skutek ciągłego dopływu kwasów, czy to dodawanych celowo, czy to tych, które powstają w akwarium na skutek procesów biochemicznych. Wówczas pH wody może podlegać znacznym wahaniom, co odbija się niekorzystnie na zdrowiu ryb.

Aby zwiększyć zasadowość wody można do akwarium dodawać specjalne preparaty akwarystyczne lub sodę oczyszczoną (NaHCO3), zakupioną w sklepie spożywczym. Jest ona źródłem wodorowęglanów, które wchodzą w skład systemu buforowego. Roztwór sody oczyszczonej ma odczyn lekko zasadowy, co nieznacznie zwiększy pH w akwarium. Nie spowoduje ona natomiast wzrostu twardości ogólnej wody. Oprócz sody można również zwiększać twardość ogólną i węglanową poprzez umieszczenie w akwarium skał wapiennych oraz żwirku koralowego. Ten ostatni można umieścić w podłożu lub komorze filtra. Wapienie i żwirek powoli rozpuszczając się będą stałym źródłem zasilającym układ buforowy w wodorowęglany i węglany. Takie zabiegi najczęściej stosuje się w akwariach z rybami preferującymi wodę o odczynie zasadowym np. pielęgnice z jezior Malawi i Tanganika.

Inny ciekawy układ buforowy funkcjonuje w „czarnych wodach”. Chociaż nie ma tu dużo węglanów, ich rolę przejmują związki humusowe skutecznie chroniąc to środowisko przed nagłymi wahaniami odczynu wody. Takie warunki tworzymy w akwarium filtrując wodę przez torf, przy jego pomocy w naturalny i bezpieczny dla organizmów żywych sposób obniżamy twardość wody i jej odczyn. Za takie działanie torfu odpowiedzialne są kwasy humusowe oraz duża zdolność torfu do wiązania pierwiastków (tzw. pojemność sorpcyjna), dzięki której Ca i Mg, kształtujące twardość wody są przez torf wiązane. Proces zmiękczania i zakwaszania wody przy użyciu torfu jest rozłożony w czasie, co chroni organizmy wodne przed nagłymi zmianami tych parametrów. Podobne działanie do torfu wykazują używane jako dekoracje korzenie, liście dębu i migdałecznika morskiego (ketapng) oraz szyszki olchy, które zawierają związki humusowe i garbniki.

Jak obniżyć odczyn wody i twardość węglanową

Najprostszą metodą obniżenia twardości węglanowej wody i jej pH jest stosowanie w akwarium wody destylowanej lub wody uzyskiwanej z filtrów odwróconej osmozy. Destylarki w domu raczej nikt sobie nie zamontuje, ale można wodę destylowaną kupić. Jest to wygodny sposób, gdy nie potrzebujemy dużo wody. Przy większym zapotrzebowaniu warto zainwestować w filtr RO (odwróconej osmozy).
Chociaż destylacja i filtracja przez filtr RO działają na kompletnie odmiennych zasadach, ich wspólnym celem jest usunięcie z wody substancji rozpuszczonych. Efektywność obu metod jest różna i zależy od wielu czynników, o których nie będę tu pisać. W każdym razie otrzymujemy wodę pozbawioną twardości ogólnej i węglanowej/zasadowości. Woda będzie miała odczyn kwaśny, gdyż pozbawiona systemu buforowego, nie jest w stanie neutralizować kwasu węglowego, który powstaje w wyniku rozpuszczania w niej dwutlenku węgla. Taką wodę miesza się w odpowiedniej proporcji (wypracowanej przez akwarystę) z wodą wodociągową lub rozpuszcza się w niej specjalne mieszanki soli do uzyskanie odpowiednich wartości kH/gH i pH.

Kilka definicji

Destylacja.

W procesie destylacji woda jest ogrzewana do odparowania, powstająca para wodna jest kondensowana i zbierana. W zależności od destylatora otrzymana z niego woda może mieć przewodność elektrolityczną na poziomie ok. 1 μS/cm (mikrosimens/cm), bezpośrednio po destylacji jest sterylna jednak bez specjalnego wyposażenia i przechowywania szybko tę sterylność traci. Destylacja jest procesem powolnym, co zmusza do gromadzenia i przechowywania wody do późniejszego jej użycia. Jeżeli nie zostanie dobrze zabezpieczona rozpuszczają się w niej substancje lotne (dwutlenek węgla, amoniak oraz różnorodne związki organiczne), powodując wtórne zanieczyszczenie. Jeżeli pojemnik do przechowania nie jest wykonany z obojętnego materiału, jony oraz plastyfikatory z tworzywa zostaną wypłukane z pojemnika i zanieczyszczą wodę.

Dejonizacja.

W procesie dejonizacji wody wykorzystuje się wymianę jonową. Substancje, które mają zdolność wymiany jednych jonów na drugie nazywamy jonitami lub wymieniaczami jonowymi. Wymiana jonowa jest procesem odwracalnym, co oznacza że jonity mogą być regenerowane. Proces wymiany jonowej polega na wymianie zawartych w jonicie jonów wodorowych H+ i wodorotlenowych OH- na kationy np. Ca2+ i aniony np. HCO3-. Po pewnym czasie wszystkie jony H+ i OH- w żywicy zostaną wymienione, taki wkład będzie wymagał wymiany na nowy lub regeneracji. To czy złoże nadal pracuje sprawdzamy badając twardość wody po przejściu przez żywice. Przy użyciu żywicy o wysokim stopniu czystości, praktycznie wszystkie związki jonowe zostaną usunięte z wody, dając maksymalną przewodność ok. 0,055 μS/cm (w 25°C). Często jednak w akwarystyce, ze względu na łatwość regeneracji (przy użyciu soli kuchennej) używa się żywic, które wymieniają jony sodu (Na+) na jony Ca2+ i Mg2+. W takiej sytuacji, spada twardość ogólna wody (żywica zatrzymuje jony Ca2+ i Mg2+), jednak nie zmniejsza się jej zasadowość (w rozworze pozostają wodorowęglany (HCO3-) i przewodność (do wody trafiają jony sodu), trzeba mieć to na uwadze, gdy woda ma być użyta w akwariach tarliskowych z rybami wymagającymi niskiego zasolenia (przewodności wody). W związku z tym, że taka żywica nie zmniejsza zasadowości wody nadal będziemy mieć problem z obniżeniem jej pH.

Dozowanie CO2 a pH wody.

W akwarystyce roślinnej bardzo często jako nawóz stosowany jest dwutlenek węgla (CO2). Jego dozowanie ma na celu dostarczenie roślinom wodnym węgla, pierwiastka niezbędnego w procesie fotosyntezy. Rozpuszczalność gazu w wodzie zależy od jego stężenia w powietrzu atmosferycznym. Od tej reguły są jednak wyjątki związane z faktem, że niektóre gazy mogą reagować z wodą, tak zachowuje się np. dwutlenek węgla, który w reakcji z wodą tworzy kwas węglowy (H2CO3), a więc może się go rozpuścić w wodzie więcej niż wynikałoby to z jego stężenia w atmosferze. Powstający kwasy węglowy jest odpowiedzialny za szybszy lub wolniejszy (w zależności od systemu buforowego) spadek pH wody. Dozowanie CO2, niejako przy okazji dostarczania węgla, służy też do uzyskania odpowiedniego dla roślin i ryb pH wody. Należy jednak mieć na uwadze, że dozowanie CO2 do wody o słabych właściwościach buforujących (niska twardość węglanowa/zasadowość), spowoduje spadek pH do poziomu niebezpiecznego dla ryb. Podczas nawożenia CO2, pomiar pH jest bardzo ważnym elementem kontroli funkcjonowania akwarium. Na podstawie pomiarów pH w cyklu dziennym możemy śledzić co dzieje się w akwarium, a wyciągnięte wnioski wykorzystać do przeprowadzania ewentualnych zmian w zbiorniku.

Woda deszczowa.

Czasem spotykam się z pytaniami dotyczącymi zastosowania wody deszczowej w akwarystyce. Jest to woda miękka, o odczynie wynoszącym ok. 5,6 pH (na skutek rozpuszczania się w niej CO2) lub niższym gdy rozpuszczą się w niej obecne w atmosferze zanieczyszczenia takie jak związki siarki i azotu, które ją silnie zakwaszają (kwaśne deszcze). Niski odczyn deszczówki sprzyja również rozpuszczaniu się w niej metali ciężkich, które unoszą się w atmosferze związane w różnych pyłach. Generalnie, na skutek dużego zanieczyszczenia atmosfery, stosowanie takiej wody nie jest dobrym rozwiązaniem, jeżeli już się na to zdecydujemy to należy łapać deszcz po kilku minutach od rozpoczęcia opadu, gdy ten najbrudniejszy, „pierwszy deszcz” oczyszczający atmosferę już spadnie. W dużych ośrodkach miejskich z tej metody pozyskiwania wody należy raczej zrezygnować. Deszcz może mieć również odczyn zasadowy np. w rejonie cementowni.

Preparaty akwarystyczne.

Odczyn wody można też obniżyć stosując specjalne preparaty akwarystyczne, w skład których wchodzą kwas ortofosforowy lub solny. Należy jednak pamiętać, że im większa jest twardość węglanowa/zasadowość wody tym więcej takiego preparatu zużyjemy aby osiągnąć zamierzony cel. Dodatkowo w przypadku preparatów z kwasem ortofosforowym mogą one stać się istotnym źródłem fosforu w akwarium, zwłaszcza gdy, zastosujemy znaczne jego ilości.
Jak już mówimy o firmowych produktach to nie sposób nie wspomnieć o gotowych wyciągach z torfu czy kory dębu. Jest to szybsza, w stosunku do filtrowania przez torf, metoda służąca do otrzymania czarnej wody. Takie preparaty są dobre i skuteczne pod warunkiem, że będziemy pamiętać, iż użycie ich w wodzie o znacznej twardości spowoduje zużycie części lub całego produktu na wiązanie obecnych w akwarium jonów Ca2+ i Mg2+, co objawi się powstawanie brązowego osadu. Oczywiście w takim przypadku produkt będzie nie skuteczny, aby działał trzeba przed jego użyciem obniżyć twardość ogólną i węglanową wody.

Procesy biochemiczne.

Odczyn wody oraz twardość węglanowa – zasadowość w dojrzałym, prawidłowo funkcjonującym akwarium obniża się na skutek procesów biochemicznych, które w nim zachodzą. Woda, więc w naturalny sposób może zyskać odpowiednie dla ryb parametry. Zupełnie nie przeszkadzają temu okresowe, częściowe podmiany wody. Wręcz przeciwnie, częściowa podmiana wody akwariowej na odstałą wodę wodociągową, która w Polsce najczęściej jest twarda i ma odczyn zasadowy, zapobiega zbyt dużemu spadkowi pH na skutek procesów biochemicznych i odbudowuje system buforowy wody akwariowej, dostarczając jonów wodorowęglanowych (HCO3-).

*Testy akwarystyczne mierzące twardość węglanową wody, w rzeczywistości mierzą inny parametr – zasadowość. W pewnych warunkach twardość węglanowa jest równa zasadowości.