Секреты аквариумного рыбоводства - [3]

В воде водоемов происходят многие биологические процессы, меняющие химический состав воды и насыщающие ее органическими веществами. Совокупность всех этих веществ определяет и химический состав воды в аквариуме. Но в разных регионах страны он будет, естественно, неодинаков.

Аквариумная вода содержит различные вещества в ионной и молекулярной форме.

Основной солевой состав приходится на семь ионов: кальция, магния, натрия, калия, хлоридов, гидрокарбонатов и сульфатов. Кроме того, в воде в большей или меньшей степени содержатся медь, марганец, железо, фтор, йод, бор, цинк и другие элементы. Степень минерализации разных вод также различна, но обычно не превышает грамм на литр (в морской воде она значительно выше). Для понимания биологической роли всех этих компонентов важно знать, в какой форме они находятся в воде и какие химические реакции в ней происходят.

Активная реакция

Жизнь гидробионтов в водной среде обитания существенно отличается от жизни живых существ в привычной нам воздушной среде. В водной среде обитания существуют такие лимитирующие экологические факторы, с которыми живые существа в воздушной среде не сталкиваются. Одним из них является активная реакция воды. В морской воде показатели этой реакции достаточно стабильны, в пресной — сильно варьируют в зависимости от сезона года и времени суток; они различны и в разных слоях воды.

Что же такое активная реакция воды? Химическая формула воды, как известно, Н2О, ее молекула состоит из двух атомов водорода и одного кислорода. Часть молекул воды под влиянием слабого электричества распадается на ионы; весь процесс называется диссоциацией. На такие же ионы распадаются соли, кислоты и щелочи, растворенные в воде. Ионы воды обозначаются H⁺ (свободные водородные ионы) и ОН- (гидроксильная группа). Когда содержание и тех и других в воде равно, говорят, что вода имеет нейтральную реакцию. В такой воде диссоциирует одна молекула на каждые 10 000 000, а эту цифру можно выразить как десять в седьмой степени 10-7 (и тех и других ионов соответственно будет 10^-7 Н+ х 10^-7 ОН- =10^-14). В качестве показателя активной реакции воды будет десятичный логарифм показателя ионов с обратным знаком. Нейтральному показателю будет соответствовать (по иону водорода Н+ цифра 7, называемая водородным показателем и обозначаемая латинскими буквами рН.

Шкала показателей рН представляет собой прямую линию от 0 до 14, где уже известный нам показатель рН 7 находится строго посередине. Влево от него идут кислые воды (слабокислая — кислая — сильнокислая), вправо — щелочные (слабощелочная — щелочная — сильнощелочная). У морской воды рН 8,1–8, 3; у пресной воды колебания сильнее, но вся шкала в биохимии все же не нужна. Жизнь в воде возможна в пределах рН 3, 5—10, 5. Иногда водные растения подщелачивают (из-за усиленного процесса фотосинтеза) поверхностные слои до рН 11, при этом подвижные гидробионты уходят в нижние слои воды, где этот показатель значительно ниже. Перемешивание слоев воды в природных водоемах (легкий ветерок даже в самых стоячих из них) сравнительно быстро уравнивает рН разных слоев. В аквариуме без вертикального вращения воды (от аэраторов и фильтра) от высокого показателя рН в верхних слоях может начаться разрушение тканей растений. Практически в большинстве случаев показатели рН колеблются в пределах 6, 5–8, 5; в давно не чищенных, загрязненных аквариумах у дна может быть и рН 5, 4.

Показатель рН крайне подвижен, причем тем более, чем мягче вода. Он зависит от температуры воды, жизнедеятельности растений (следовательно, от освещения), степени подвижности воды в водоеме. В аквариуме этот показатель постоянно меняется и судить о нем можно только приблизительно. В течение суток рН может колебаться на 2 единицы и более, поэтому смешно читать в иных аквариумных пособиях: «Этим рыбам необходим рН 6,0–6, 3» — такую точность можно получить разве только в маленькой нерестовой банке без растений, но и в этом случае нельзя гарантировать, что показатель, замеренный, допустим, утром, сохранится в полдень, вечером и ночью. В аквариуме с водными растениями такая стабильность рН полностью исключена.

Последим, как меняется рН в аквариумной воде в течение суток. В процессе дыхания гидробионтов поглощается кислород, окисляются углеводы, выделяется углекислый газ И образуется энергия, используемая для жизнедеятельности. В химической формуле этот процесс будет выглядеть так:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О + химическая энергия.

Поступление в воду углекислого газа вызывает ее подкисление. Значит, все гидробионты своим дыханием способствуют снижению показателя рН. Особенно заметно это снижение ночью, когда растения не поглощают углекислоту. Днем, во время световой фазы фотосинтеза, активность потребления углекислоты растениями заметно возрастает. В химической формуле это выглядит так: 6СО₂+ 6Н₂О+ солнечная энергия=С₆Н₁₂О₆+ 60₂. 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.