ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Жесткость является одним из важнейших параметров пресной воды, от которого зависит возможность содержания и разведения в ней рыб и культивирования растений в аквариуме. Следует отметить, что ее значения для аквариумных рыб и растений могут значительно отличаться от значений в природных водоемах, т.к. рыбы и растения обладают громадной приспосабливаемостью к условиям окружающей среды, особенно, в процессе смены поколений.
Согласно принятой у нас системе стандартизации жесткость выражают в ммоль-эквивалентах ионов кальция (Са++) или магния (Мg++), содержащихся в 1 л воды. 1 ммоль-экв соответствует содержанию в воде 20,04 мг Са++ или 12,16 мг Mg++.
В аквариумной практике жесткость обозначают в градусах. Одному градусу жесткости (русскому или немецкому) соответствует содержание 10 мг оксида кальция (Сао) или 7,19 мг оксида магния (MgО) в 1 л воды и он равен 0,35663 ммоль-экв.
Общая жесткость зависит от количества гидрокарбонатов кальция и магния, содержащихся в воде. При кипячении воды гидрокарбонаты распадаются, образуя осадок солей на стенках посуды и жесткость воды уменьшается.
Постоянная жесткость обуславливается, главным образом, количеством сульфатов и хлоридов и ее значение, в отличие от временной жесткости, нельзя уменьшить, прокипятив воду.
Принято называть воду общей жесткостью от 0 до 5о очень мягкой, от 5 до 10о мягкой, от 10 до 20о средней жесткости, от 20 до 30о жесткой и свыше 30о очень жесткой.
В продаже имеются препараты, позволяющие быстро определить общую и временную жесткость воды. Для этого в бюретку наливают определенное инструкцией количество воды и капают в нее по каплям препарат, слегка покачивая бюретку после каждой капли. Количество капель, пошедшее на получение окраски воды, цвет которой указан в инструкции, соответствует градусам жесткости.
Можно определить общую жесткость воды более грубым мыльным методом, основанном на том, что 10 мг оксида кальция в 1 л воды нейтрализуется 0,1 г чистого мыла. Для этого 60-72% 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 при взбалтывании 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 о шибка составит 1о. При жесткости воды более 12о точность измерения снижается и пробу воды нужно наполовину разбавить дистиллированной, а результат измерения умножить на 2.
Временную жесткость можно определить и следующим образом:
В колбу наливают 100 мл аквариумной воды и добавляют 3-4 капли 0,1% раствора метилового оранжевого, окрашивающего воду в желтый цвет. Затем из бюретки капают 10% соляную кислоту пока жидкость не станет розовой. По бюретке определяют количество соляной в м л, пошедшей на анализ. Временную жесткость воды определяют по формуле: КН=2,8 У, где КН -- временная жесткость воды в градусах, У -- объем соляной кислоты в мл.
Несколько способов понижения жесткости воды:
-- 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 -- dH 0,8-2,3о. При необходимости можно провести повторную дистилляцию и получить воду жесткостью 0,2-0,8о. Недостаток процесса -- малая производительность.
-- Химическое обессоливание с помощью ионитов. В аквариумной практике рекомендуют использовать катиониты КУ-2, КУ-23 и аниониты АВ-17. Катионит обменивает все катионы, содержащиеся в воде на катион Н+, а анионит -- все анионы на ион ОН-, которые соединившись дают полностью обессоленную воду.
Прибор состоит из стеклянных цилиндров диаметром 40-60 мм и длиной 400-600 мм, укрепленных на штативе, соединенных трубками между собой, с водопроводным краном и с сосудом для приема обессоленной воды. Цилиндры, со слоем стекловаты на дне, закрыты резиновыми пробками с отверстием в центре, в которое вставлена стеклянная трубка с надетой на нее резиновой.
Т.к. иониты разбухают в воде, то для того, чтобы они не разорвали цилиндры их в отдельном сосуде заливают водой и отстаивают 10-12 ч. Затем катионит засыпают в цилиндр, пропускают через него 5% раствор соляной кислоты в дистиллированной воде из расчета 40 0 мл раствора на 100 г сухого катионита и промывают дистиллированной водой объемом в 2 раза большим чем объем израсходованной кислоты. В другой цилиндр засыпают анионит и через него пропускают 5% раствор гидроксида натрия в дистиллированной воде из расчет а 300 мл раствора на 100 г сухого анионита и промывают дистиллированной водой объемом в 3 раза больше чем объем израсходованной щелочи. Затем прибор собираю и пропускают через него водопроводную воду. Жесткость полученной воды -- 0,2-0,4о. Когда жесткость начнет повышаться необходимо провести регенерация ионитов, для чего отключить цилиндры и обработать ионит в одном случае кислотой, в другом -- щелочью как указано выше. В нерабочем состоянии цилиндры должны быть залиты дистиллированной водой, иониты же долгое время стоявшие без применения нуждаются в регенерации.
-- 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 выливаю т, а лед растапливают. Полученная изо льда вода обычно имеет жесткость (в зависимости от начальной) 1-3о.
-- Смешивание с более мягкой водой. Перед смешиванием водопроводную воду подогревают 40 мин при 90^oС, а затем охлаждают на воздухе.
Ниже приведены формулы, по которым в зависимости от жесткости можно определить необходимый объем воды:
Ум=Уп х (dHв - dHп) : (dHв - dHм),
Ув=Уп х (dHп - dHм) : (dHв - dHм),
Уп=Ум х (dHв - dHм) : (dHв - dHп),
где У -- объем воды; индексы: в -- водопроводная вода, м -- мягкая вода, п -- получаемая вода.
-- Кипячение воды. Воду кипятят в течение 1 ч в эмалированной посуде, охлаждают и сливают 2/3 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, которые имеют жесткость dH до 3^o 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.
-- Катасонов для приготовления мягкой воды предложил использовать устройство, предложенное Кротовым для получения "мертвой" и "живой" воды. Используемая им конструкция состоит из эмалированного бидона емкостью 3 л, в который помещен стакан высотой 185 мм и # 65 мм, сшитый из плотного брезента капроновыми нитками и двух электродов из нержавеющей стали размером 190х30 мм и толщиной 1,5-2 мм, получающих питание от сети переменного тока 220 в через диодный мост. Такое устройство через 10 мин работы позволяет получить 2,5 л воды с dH около 0о и рН 4,2, которая имеет желтовато-лимонный цвет, кисловатый запах и находится в самом бидоне ("мертвая" вода). Воду сливают в сосуд, дают остыть и затем подщелачивают питьевой содой до нужного значения рН, после чего отстаивают несколько дней, в течение которых на дне скопится осадок желтовато-коричневого цвета.
Несколько способов повышения жесткости воды:
-- 18,3 мл 10% раствора хлорида кальция или 19,7 мл 10% раствора сульфата магния повышают жесткость 100 л воды на 1о. Предпочтительно добавлять растворы в равном по действию количестве.
-- Смешивание с более жесткой водой. Расчет производят по формулам, приведенным выше, лишь мягкую воду заменяют жесткой.
-- Кипячение воды. Воду кипятят как описано выше, но используют нижний слой.