Химия и химический анализ прудовой воды

Если вода в пруду кажется чистой, она не обязательно пригодна для рыб. Биологические и химические изменения в воде зачастую не видны невооружённым глазом.

На параметры воды влияет множество различных факторов — к сожалению, обычно в ущерб её качеству. К ним относятся внешние воздействия, такие как сильные дожди, стоки, а также частичная подмена с использованием неподходящей воды. Слишком много рыбы, слишком частое или неправильное кормление и даже установка оборудования также могут сыграть свою роль. Поэтому важно регулярно проверять ключевые параметры воды, а также любую воду, которую вы хотите добавить в пруд.

Только путём надлежащего тестирования можно определить качество воды. Плохое качество воды приводит к стрессу и проблемам со здоровьем у рыб, которых можно избежать при надлежащем уходе. И даже если рыба ведёт себя нормально и не демонстрирует признаков недомогания, это не означает, что воду можно не проверять. Поскольку пруды не являются естественными водоёмами, они нуждаются в особом уходе.

Когда тестировать воду

Если пруд только что запущен или вы только начали кормить рыб в этом году, качество воды следует тестировать еженедельно в течение 1-1,5 месяцев. В этот период особенно важно проверять аммиак, нитриты и нитрата, потому что пруду только предстоит приобрести естественное биологическое равновесие. По истечении этого начального периода параметры воды стабилизируются. Дальше пруд можно будет проверять ежемесячно, при условии, что на него не будут влиять такие внешние факторы, как избыточное кормление или попадание сточных вод после дождя и т. д.

Именно из-за качества воды возникает большинство проблем с рыбой. Итак, если вы обнаруживаете внезапные изменения в поведении рыб, например, они прячутся в углу или стоят у стен, трутся о поверхности, замерли у дна или заглатывают воздух, — скорее всего проблема именно в параметрах воды.

Основные показатели прудовой воды

Основные показатели прудовой воды

Вода в пруду — это сложный раствор, где постоянно протекают биологические и химические процессы. Чтобы определить общую пригодность воды для рыб достаточно провести основные анализы, по результатам которых можно судить о наиболее важных биохимических процессах. Ниже перечислены основные параметры воды и некоторые другие показатели.

Карбонатная жёсткость (KH). Часто называемая немецкой карбонатной жёсткостью, является мерой концентрации карбоната и бикарбоната в воде. По сути, это показатель способности воды противостоять быстрым изменениям рН. Показатель в стабильном пруду могут варьироваться от 50 до 200 мг/л, при этом 100 мг/л является оптимальной концентрацией. После запуска пруда жёсткость естественным образом уменьшается благодаря бактериальному действию. Если уровень жёсткости высокий, выполните подмену с водой  меньшей жёсткости или добавьте соляную кислоту. Чтобы повысить показатель, можно использовать бикарбонат натрия, или пищевую соду .

Аммиак (NH3). Обычно попадает в воду в качестве конечного продукта метаболизма аминокислот через рыбные жабры. Он также может образоваться в результате разложения растительного материала или несъеденной пищи. Аммиак может существовать в виде свободного аммиака, который остро токсичен для рыбы, или в виде ионизированного аммония (NH4+), который вреден только при хроническом воздействии. Если вода загрязняется аммиаком, необходимо регулярно выполнять подмены, чтобы снизить концентрацию токсина. После запуска пруда может пройти несколько недель, прежде чем уровень аммиака в воде начнет падать. Показатель аммиака должен быть нулевым, но допустимо редкое повышение уровня до 0,5 мг/л. Аммиак постоянно переходит в аммоний и обратно.  Если рН выше 7,0, особенно если вода тёплая, в пруду будет доминировать аммиачная форма азота.

Хлор (свободный и связанный). Широко используется в процессе дезинфекции городской водопроводной воды. Приемлемая концентрация в пруду равна нулю, но даже при низких уровнях, таких как 5 мг/л он может быть вредным для водных обитателей, вызывая раздражение кожи, жабр и глаз или приводить к гибели рыб. Известно, что хлор реагирует с органическими веществами в воде с образованием тригалогенметана (ТГМ), который является канцерогеном.

Зелёная вода. Вызвана интенсивным развитием цианобактерий. Вместе с высшими растениями или при слишком бурном развитии водорослей явление может повлиять на рН воды. Растения производят питательные вещества непосредственно из углекислого газа и минералов, растворённых в воде. Они потребляют углекислый газ в течение дня, таким образом, удаляя его из воды и заставляя щелочные карбонаты и бикарбонаты доминировать и повышать pH. Интенсивное размножение водорослей может привести к значительным колебаниям рН в течение суток и вызывать стресс у рыбы.

Зелёная вода

Растворённый кислород. Это показатель содержания кислорода в воде, который имеет определяющее значение для жизни рыб и других гидробионтов. На максимальное количество растворённого кислорода влияет температура воды. Тёплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем холодная вода. Уровень кислорода ниже 5 мг/л пагубно влияет на рыб. Понижение уровня кислорода до 3 мг/л приводит к гибели рыб. Для повышения уровня кислорода используют химическую аэрацию, воздушные камни, фонтаны и водопады, а также добавление свежей воды.

Индикаторные бактерии. К индикаторным бактериям относятся фекальные кишечные палочки, Escherichia coli и бактерии энтерококки. Хотя данные бактерии, как правило, не вредны сами по себе, они часто указывают на присутствие в воде патогенных микроорганизмов из пищеварительной системы человека и животных. Следовательно, высокий уровень этих индикаторных бактерий в воде означает повышенный риск воздействия патогенных микроорганизмов на рыб. Одним из этапов снижения уровня индикаторных бактерий и связанных с ними патогенов является идентификация источника. Потенциальные источники индикаторных бактерий включают людей, домашних и диких животных. Бактерии кишечной палочки в прудах должны составлять менее 126 колоний на 100 мл воды. Уровень может быть уменьшен путём перенаправления сточных вод и поднятия стенок водоёма над уровнем грунта.

Общая жёсткость. Представляет собой суммарное количество растворенных минералов в воде. Кальций и магний являются основными минералами, определяющими общую жёсткость. Оптимальный диапазон составляет от 60 до 160 мг/л для CaCO3, но более высокие уровни обычно не влияют на здоровье карпов.

Нитриты (NO2). Являются основным продуктом распада аммиака, также оказывающим токсическое действие на рыб. Они раздражают кожу, препятствуют связыванию гемоглобином кислорода, в том числе поглощению его из воды и транспортировки к клеткам. В здоровом, стабильном пруду при отсутствии перенаселения и избыточного кормления, с нитритами эффективно справляются населяющие биофильтр бактерии нитросомонас. Эти бактерии развиваются в биофильтре постепенно, за счёт чего эффективная биофильтрация начинается приблизительно через 3-4 недели после запуска пруда. До этого момента из-за недостатка фильтрующих бактерий может возникнуть «нитритный пик», когда накопленное вещество достигает опасного для рыб уровня. Высокие концентрации нитритов в пруду эффективнее всего уменьшать регулярной частичной подменой воды. Нитриты являются бесцветным веществом без запаха. Идеальный уровень в воде должен быть нулевым, допустимый — не выше 0,25 мг/л.

Нитраты (NO3). Образуются в результате расщепления нитритов под воздействием бактерий. Нитраты не особенно вредны для пресноводных рыб, но являются основным источником строительного материала для растений и могут вызывать рост водорослей. Уровни нитратов следует контролировать, чтобы избежать цветения воды. Оптимальный уровень нитратов в воде должен составлять от 20 до 60 мг/л. Показатель контролируют с помощью частичной замены воды.

Кислотность (рН). Выделяют три категории: рН 0-6,99 (кислый), рН 7,0 (нейтральный) и рН 7,01-14,0 (щелочной). Обычно pH не является существенным параметром прудовой воды, однако он влияет на токсичность и концентрацию аммиака. Для прудовой воды идеальный диапазон pH составляет от 6,8 до 7,8.

Фосфаты. Высокий уровень фосфатов вызывает цветение воды и может также указывать на загрязнение от удобрений. Чем выше уровень фосфатов, тем агрессивнее развиваются водоросли. Удаляются с помощью частичных подмен воды. Существуют также химические методы удаления фосфатов из пруда с рыбой. Идеальный уровень составляет менее 3 мг/л.

Солёность (NaCl). Соль (NaCl) является важным инструментом ухода за рыбой, а также может быть полезной при лечении паразитов. Погружение рыбы в 5%-й раствор соли приводит к дегидратации и разрушению клеток многих патогенных организмов. Токсичность нитрита резко снижается при солёности 3 мг/л, а развитие водорослей замедляется при концентрациях 25 мг/л и выше. Учитывайте, что при повышении солёности воды могут пострадать декоративные растения.

Температура. Карпы кои — теплолюбивые рыбы. Оптимальная температура для них — 20-25°C. Однако они выдерживают колебания температур в диапазоне 4-32°C. Высокие температуры опасны недостатком кислорода и повышенной концентрацией аммиачной формы азота, особенно в жёсткой воде. В жару рыб кормят как можно меньше, потому что при переваривании пищи их организм расходует больше кислорода. Желательно, чтобы летом температура воды не поднималась выше 28°C — вплоть до этой температуры у карпов растёт интенсивность обмена веществ.

При тестировании берите пробу воды примерно на 30 см ниже поверхности и обязательно поводите анализ в течение 30 минут после взятия пробы.

Оборудование для тестов

Существует два наиболее распространённых метода анализов воды, используемых в рыбоводстве: электрохимический и колориметрический.

Электрохимические измерения используют для обнаружения и определения концентрации некоторых компонентов растворов. Электрохимия предполагает использование электродов, помещённых в пробу воды, для измерения электрического потенциала, связанного с концентрацией определённого анализируемого вещества. Этот метод можно использовать и дома, но требуются частые калибровки с использованием нескольких стандартных растворов и особая осторожность при обращении с устройством. Переносные зонды лабораторного качества пригодны даже для использования в полевых условиях, если о них правильно заботиться. Электрохимические испытания предполагают небольшое количество тестов, которые включают общее количество растворённых твёрдых веществ (TDS), pH, температуру, проводимость, солёность, окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал) и растворённый кислород.

Для определения концентрации химических элементов и соединений с помощью цветного реагента используют колориметрический анализ. Колориметрические методы анализа воды достаточно простые, зачастую не предполагают дорогого оборудования, и, что особенно важно для исследования прудовой воды, обеспечивают быстрые результаты. В тестировании воды используются четыре основных метода колориметрического анализа: колориметры и фотометры, титрование, реагент с компаратором цветовой диаграммы и визуальные тест-полоски.

Тестирование с помощью фотометра и реагента является наиболее точным из всех колориметрических методов. Для работы электронных фотометров необходимы колориметрические растворы (окрашенные с помощью реагента) или химические осадки, позволяющие посредством измерения интенсивности цвета определять концентрацию вещества. Прибор оценивает пропускание света на заданной длине волны через образец воды после взаимодействия с реагентом. Метод быстрый и точный, не предполагает визуального сопоставления цветов, при котором легко ошибиться. Однако может быть дорогостоящим, а порошки и таблетки с реагентом не всегда полностью растворяются в холодной воде.

Анализ титрования включает колориметрическую химию, которая требует визуальной оценки изменения цвета. Процедуры состоят из добавления капель и взбалтывания пробирки до тех пор, пока не произойдёт изменение цвета. Это простой, недорогой и быстрый метод. Недостатками является то, что нужно тщательно отмерять объём реагирующих веществ, растворы нужно приготавливать строго определённых концентраций, а также точно фиксировать время окончания реакции.

Для проведения колориметрического тестирования с использованием реагента с компаратором цветовой шкалы флакон заполняют нужным количеством воды. Затем добавляют точное количество жидкого реагента и перемешивают, пока вода не изменит цвет. После того как изменение цвета прошло, результаты сравниваются с диаграммой цветов. Это более дешёвый и простой тест, который отлично подходит для использования дома. Однако флаконы редко бывают долговечны, и часто реагенты имеют проблемы со стабильностью при хранении дома.

Чтобы использовать тест-полоски с цветовой шкалой, полоску погружают в пробу воды на определённое время. Некоторые полоски нужно потрясти в воде, другие нет. Затем полоску вынимают и оставляют на определенное время на сухой поверхности. Результаты сравниваются с цветовой шкалой. Этот метод быстрый, лёгкий, недорогой, с долгим сроком годности материалов, отлично подходит для самостоятельного тестирования прудовой воды. Но, как и при колориметрическом тестировании с использованием реагента, для точного определения результатов требуется навык визуальной оценки.

Вот несколько факторов, которые нужно учитывать при выборе оборудования и метода тестирования:

  • стоимость одного теста (от нескольких гривен до сотен гривен);
  • время проведения теста (от 30 секунд до пяти минут);
  • необходимость обучения для правильного и точного тестирования;
  • компактность и транспортабельность оборудования;
  • стабильность реагентов при длительном хранении.

Фотометр

При нестабильном качестве воды, частом попадании сточных вод в пруд или других регулярных причинах тестирования воды стоит задуматься о приобретении электронного оборудования — современных фотометров.

Усовершенствованное программное обеспечение позволяет измерителю считывать оптические плотности прореагировавших растворов, что позволяет проводить более точные исследования. Долговечные и надёжные светодиоды заменили лампы накаливания. Установлены твердотельные датчики света, повышающие точность устройства. Фотометры работают от аккумулятора, поэтому вам не понадобиться тянуть провод для устройства, боясь намочить его прудовой водой. Гидроизоляция счётчиков увеличила продолжительность их эксплуатации на годы. Совместимость со смартфонами произвела настоящую революцию в тестировании, упрощая получение результатов, устраняя необходимость в ручных вычислениях и добавляя технологические возможности, такие как время, дата и точка GPS. Эти устройства точностью соответствуют лабораторным исследованиям, однако компактны и просты в освоении.

Постоянный контакт рыбы с водой через жабры делает их чувствительными к параметрам воды. Подумайте о воздухе, которым вы дышите. Не хочется ли порой после жаркого и загазованного мегаполиса оказать на природе, чтобы сделать долгожданный глоток чистого, освежающего воздуха? В небольшом декоративном водоёме рыбам просто некуда деться, если параметры воды станут неблагоприятными. Наблюдайте за рыбами и помните, что тесты всегда должны быть наготове у любителя карпов кои!