Przygotowanie wody „akwariowej”

Przygotowanie wody „akwariowej”

Woda wodociągowa nie nadaje się do bezpośredniego użycia dla potrzeb akwarystyki i dlatego też zanim w nowo założonych akwariach umieści się rośliny i ryby musi ona zostać poddana obróbce chemicznej. Również woda, którą używa się do wymiany w akwariach i uzupełniania ubytków na skutek parowania nie może być stosowana prosto z kranu, lecz należy ją najpierw odpowiednio przygotować.
W nowo zakładanych akwariach wodę do uprawy roślin i hodowli ryb przygotowuje się bezpośrednio w danym zbiorniku, ponieważ proces oddziaływania wody na szkło oraz podłoże jest długotrwały i potrzeba stosukowo długiego okresu czasu na stabilizację parametrów fizykochemicznych i biologicznych.
Po ułożeniu podłoża i napełnieniu zbiornika wodą uruchamia się filtry, grzałki, przewietrzacz i oświetlenie a w przypadku zbyt twardej wody stosuje się wymieniacze jonowe umieszczone w niewielkim filtrze w celu jej zmiękczenia.
Najczęściej stosuje się wymieniacze jonowe redukujące twardość ogólną natomiast twardość węglanową pozostawia się bez zmian. (patrz rozdziały: twardość wody, pH, sole)
Metoda zmiękczania wody zostanie szczegółowo opisana w dalszej części rozdziału, natomiast potrzeba zwiększenia jej twardości zachodzi bardzo rzadko i dlatego też przedstawię jedynie podstawowe informacje o prostych sposobach zwiększenia twardości.
Podczas filtrowania i przewietrzania świeżej, wodociągowej wody zawarty w niej chlor częściowo ulatnia się w formie gazu a częściowo łączy się z rozpuszczonymi związkami metali dając chlorki, których większość daje się łatwo usunąć przez węgiel aktywny.
Po doprowadzeniu twardości wody do żądanego poziomu należy ją przefiltrować przez węgiel aktywny w celu usunięcia szkodliwych soli metali ciężkich, chlorków, wodorotlenków oraz wielu innych zanieczyszczeń pochodzenia mineralnego.
Następnym etapem jest doprowadzenie współczynnika pH do poziomu około 6,5 poprzez zakwaszenie wody kwasem ortofosforowym H3PO4.
Po takiej czynności zwykle już po kilku godzinach współczynnik pH wzrasta i woda staje się alkaliczna, co jest naturalnym efektem oddziaływania wody na szkło i podłoże oraz wiązania się uwolnionych jonów H+ z tlenem, chlorem oraz minerałami.
W tym momencie podłoże w akwarium należy wzruszyć i dokładnie przemieszać, ( jeżeli akwarium nie jest wyposażone w filtr denny) aby uwolnić z niego resztki powietrza oraz innych gazów i jednocześnie dostarczyć do głębszych warstw wodę o nieco zmienionym już składzie – czynność taką należy kilkakrotnie powtórzyć.
Zakwaszanie wody należy powtórzyć, przy czym bardzo dobrze jest tym razem zastosować kwas siarkowy i ponownie przefiltrować wodę przez węgiel aktywny, co usunie z niej niepotrzebne siarczany i siarczki sodu, potasu, wapnia, żelaza, miedzi oraz metali ciężkich takich jak ołów, kadm i rtęć.
Po powtórnej filtracji przez węgiel należy sprawdzić twardość wody i w razie potrzeby jeszcze raz ją skorygować i przystąpić do systematycznego zakwaszania aż do momentu, kiedy odczyn pH nie będzie ulegał większym zmianom w ciągu doby.
Dopiero w tym momencie dodaje się do wody niewielką ilość garbników i humusów z gotowych preparatów lub z szyszek olchy. Można też filtrować wodę przez torf oraz wprowadzać szczepy bakterii z innych czystych akwarii lub naturalnych zbiorników np. znane czyste jezioro. Szczepy bakterii to nic innego jak 10- 20 ml wody ze starego akwarium, garść podłoża lub korzeń. Dostępne są również w handlu różne preparaty zawierające bakterie startowe przede wszystkim nitryfikacyjne.
W tym samym czasie sadzi się w możliwie dużej ilości mało wymagające rośliny oraz wzbogaca wodę w sole mineralne – nawozy dla potrzeb roślin akwariowych oraz bezwzględnie w dwutlenek węgla, który zapobiegnie wzrostowi pH.
Dopiero po kilku dniach od posadzenia roślin przy jednoczesnej codziennej kontroli Tw i pH, oraz ewentualnych korektach można do akwarium wpuścić ryby.
Z całą pewnością jeszcze długi czas będzie trzeba niemal codziennie sprawdzać twardość i odczyn wody oraz korygować je dostarczając do wody potrzebne ilości kwasów, rzadziej zasad lub wymieniając część wody. O ile zostało prawidło dobrane podłoże to znaczy takie, które nie powoduje wzrostu twardości oraz pH, to po upływie około miesiąca akwarium zaczyna mieć własną równowagę biologiczną i następuje pełna stabilizacja środowiska Kontrolę podstawowych parametrów wody można ograniczyć do raz na tydzień i zacząć wprowadzać bardziej delikatne gatunki roślin i ryb.

Przygotowanie wody do wymiany

Nawet w najlepiej utrzymanych akwariach zwykle raz w tygodniu zachodzi potrzeba zebrania z dna zanieczyszczeń a co się z tym wiąże częściowej wymiany wody.
W przypadku uprawy delikatnych i tak zwanych trudnych w uprawie roślin wodnych
nie można wymieniać jednorazowo więcej niż 5% objętości zbiornika a uzupełniana woda musi mieć tę samą temperaturę oraz musi być odpowiednio przygotowana. W żadnym wypadku nie można dolewać wody prosto z kranu !.
Wodę do wymiany przygotowuje się w oddzielnym zbiorniku o dowolnych wymiarach i pojemności. Można do tego celu wykorzystać niewielkie akwarium lub samemu skleić zbiornik o pojemności np. 60-100 litrów, który może być umieszczony w zabudowie pod akwarium lub dowolnym miejscu. Taki zbiornik może być płaski i umiejscowiony nawet za tylną ścianą akwarium, możliwości jest, więc bardzo dużo i wszystko zależy od pomysłowości akwarysty. Napełnianie wodą z kranu takiego zbiornika nie stwarza większych problemów, wystarczy przeprowadzić dowolny wężyk podłączany do kranu natomiast przelewanie przygotowanej wody do akwarium jest również bardzo proste, można użyć w tym celu niewielkiej pompy turbinowej.
Po napełnieniu zbiornika wodę filtruje się przez wymieniacz jonowy oraz węgiel aktywny przy pomocy starego typu szklanych filtrów napędzanych pompą powietrza – jest to najprostszy sposób – w takich filtrach umieszcza się pół kilogramowe woreczki z wymieniaczem oraz węglem (w osobnych filtrach !) i przepuszcza przez nie wodę aż do osiągnięcia żądanej twardości.
Po przefiltrowaniu wodę zakwasza się a przed przelewaniem jej do akwarium, jeżeli zachodzi taka potrzeba podgrzewa się w celu wyrównania temperatury wymienianej wody. Obecnie stosuje się również inne sposoby uzdatniania wody za pomocą różnych filtrów, Przygotowanie wody w oddzielnym zbiorniku daje znacznie większe możliwości ustalania jej składu chemicznego, twardości, odczynu pH, zawartości garbników i minerałów.
Taka metoda przygotowywania wody może wydawać się kłopotliwa, ale jednorazowy wkład pracy związanej z budową zbiornika oraz systemu filtrów i pomp zaowocuje oszczędnością czasu przy każdym czyszczeniu akwarium oraz pozwoli na dowolne i łatwe korygowanie właściwości wody wodociągowej. Ilości stosowanych wymieniaczy jonowych oraz ich rodzaj można dobrać doświadczalnie lub skorzystać z danych o składzie wody w naszych kranach z miejscowych stacji „sanepidu” oraz wodociągów i dobrać odpowiedni wymieniacz.
Jeżeli chodzi o wymieniacze jonowe to jest wiele szkół jak je stosować i jakich używać.
W większości podręczników akwarystycznych zaleca się stosowanie anionitu oraz kationitu, ponieważ woda przefiltrowana tylko przez jeden wymieniacz przyjmuje nienaturalny skład chemiczny. W praktyce dla potrzeb wielogatunkowego akwarium najczęściej stosuje się do zmiękczania wody tylko kationit. Użycie obydwu typów wymieniaczy jest konieczne przy rozmnażaniu delikatnych gatunków ryb i roślin wymagających bardzo precyzyjnego dobrania składu chemicznego wody zwłaszcza pod względem proporcji twardości ogólnej i węglanowej oraz zawartości magnezu, wapnia i sodu.
W przyrodzie najczęściej spotyka się wody o proporcjach Ca: Mg: Na = 2 : 1 : 1. Nadmierne ilości sodu w wodzie mogą być szkodliwe dla rozwoju ikry oraz hodowli i uprawy delikatnych ryb i roślin.
Sód związany z grupami wodorotlenowymi lub w formie kwaśnego fosforanu sodu
NaH2PO4 ( wynik reakcji z kwasem ortofosforowym ) daje się usuwać za pomocą węgla aktywnego.

czym są wymieniacze?
Wymieniacze jonowe są krzemianami o trójwymiarowych strukturach i budowie makrocząsteczki z pustymi kanalikami, do których możliwe jest wprowadzenie dodatkowych jonów i ich wymiana. Mają postać drobnego żwirku, w zależności od rodzaju wymieniacza o różnej barwie od jasnej niemal przezroczystej do czarnej. Posiadają zdolność wychwytywania z wody (i nie tylko z wody) różnych jonów metali i zastępowania ich innymi jonami- to jest właśnie wymiana jonowa. Występują w wielu postaciach różniących się składem chemicznym i właściwościami, w przyrodzie spotykane są jako naturalne skalenie i zeolity lub są produkowane przemysłowo.
Podstawowy podział wymieniaczy ogranicza się do sposobu przeprowadzanej wymiany jonów kationowej lub anionowej, a więc zdolności wychwytywania jonów dodatnich np. Ca+, Mg+ lub ujemnych np. Fe-.

Anionity – alkalizują wodę i usuwają z niej najczęściej tylko wodorowęglany stanowiące twardość węglanową pozostawiając twardość ogólną na niezmienionym poziomie.
Kationity – niektóre zakwaszają wodę i usuwają z niej węglany wapnia, magnezu (niektóre również związki żelaza) stanowiące twardość ogólną pozostawiając twardość węglanową na niezmienionym poziomie.
Taki podział anionitów i kationitów jest mało precyzyjny, wymieniacze jonowe produkowane są dla różnych potrzeb, ich działanie jest bardzo zróżnicowane, często działają wybiórczo wychwytując z wody określone związki i uzależnione od jakości wody, jaka zostaje poddana obróbce. W praktyce wiele kationitów usuwa jedynie twardość ogólną pozostawiając wodorowęglany stanowiące twardość węglanową na niezmienionym poziomie i właśnie te mają największe zastosowanie w akwarystyce.
Woda przefiltrowana przez anionit oraz kationit najczęściej przyjmuje odczyn obojętny pH=7,0 oraz nie wykazuje twardości ogólnej i węglanowej.
Na temat wymieniaczy jonowych można znaleźć sporo informacji w różnych podręcznikach, ale właściwie…

na czym polega działanie wymieniaczy?
Przykładowy kationit „zeolit” jedna z jego form – analcym [Na Al Si2O6.H2O]n jest makrocząsteczką z pustymi przestrzeniami – kanalikami, w które wpływają cząsteczki wody.
W nich następuje wymiana jonów Ca+ związanych w węglan a więc rozbicie cząsteczki CaCO3 (węglany w wodzie są solami a więc mają formę jonową) – część makrocząsteczki wymieniacza pełni funkcje katalizatora w obecności którego następuje wymiana jonowa. Jony Ca+ zostają zatrzymane w wymieniaczu i jednocześnie uwolnione jony Na, Si lub Al.
Przykładowa reakcja odwracalnej wymiany jonowej zeolitu
Ca+ 2Na+ lub Na+ + Si4+ Ca+ + Al3+
Reakcja wymiany jonowej w rzeczywistości nie jest tak prosta jak Ca ? Na, ponieważ pominąłem tutaj dość skomplikowane reakcje związane z jonami H+ oraz OH- uzależnione od początkowego składu wody i odczynu pH, lecz to byłby cały rozdział wykładu z chemii.
Najbardziej przydatnym i najprostszym w użyciu dla potrzeb akwarystyki jest kationit o nazwie „permutyt”. Jest to typowy wymieniacz sodowy zdolny do „rozbijania” węglanów i wymianie jonów Ca+ i Mg+ na jony Na+, likwiduje twardość ogólną wody praktycznie do
0oN jednocześnie pozostawiając wodorowęglany wapnia i magnezu na niezmienionym poziomie. To znaczy nie usuwa twardości węglanowej zwanej przejściową, która w wodzie akwariowej spada samoistnie i jest korzystna dla roślin i ryb oraz stanowi środowisko buforowe dla odczynu pH.

Pół kilogramowy woreczek permutytu wystarcza na zbicie twardości ogólnej z 30oN do zera w 100 litrach wody.

Każdy wymieniacz jonowy ma określoną pojemność to znaczy, że może przyjąć i oddać określoną ilość jonów, po której zostaje „wyczerpany”, co nie znaczy zniszczony.
Każdy wymieniacz jonowy można regenerować roztworami odpowiednich kwasów, zasad lub soli przywracając jego pierwotne właściwości. Rodzaj stosowanego kwasu, zasady lub soli oraz stopień ich stężenia do regeneracji jest odmienny dla danego wymieniacza i opisany w instrukcji stosowania.

Jak regenerować wymieniacz?
Regeneracja jest bardzo prostą czynnością polegającą na moczeniu woreczka z wymieniaczem w roztworze kwasu, zasady lub soli – zgodnie z instrukcja przez okres
1-2 dni.
Zazwyczaj odmierzoną ilość środka regenerującego rozpuszcza się w 10 litrach wody – 10 litrów roztworu na 1 litr regenerowanego wymieniacza, po namoczeniu wymieniacz wypłukać bieżącą wodą i zamknąć w ciemnym słoju napełnionym wodą bez dostępu powietrza i światła – jest gotowy do ponownego użycia. Dłużej nie używany przed kolejnym użyciem przepłukać wodą.
Permutyt regeneruje się bardzo łatwo solą kuchenną – NaCl, czyli na miejsce wychwyconych z wody jonów Ca i Mg wprowadza na powrót jony Na+ poprzez rozpuszczenie 0,5 kg soli w 10 litrach wody dla pół kilograma jonitu ( wymieniacze jonowe często nazywane są jonitami).
Wymieniacze jonowe po pewnym czasie ulegają procesowi starzenia się i wtedy ich wydajność stopniowo zmniejsza się. Prawidłowo stosowany i regenerowany wymieniacz może być stosowany nawet przez 15-20 lat a więc jest bardzo długi okres jego żywotności.
Każdy nowy wymieniacz przed pierwszym użyciem należy przepłukać wodą i poddać pierwszej regeneracji a od tego momentu przechowywać zawsze w wodzie.

Jak przygotowywać wodę do wymiany?

Jak już wspomniałem jest tyle szkół ilu akwarystów. Ja natomiast chciałbym przedstawić swoją wypracowaną i sprawdzoną metodę przygotowania wody do wymiany przy zastosowaniu tylko jednego wymieniacza – kationitu o nazwie „permutyt” – opisany powyżej.
W dowolnym zbiorniku napełnionym wodą wodociągową umieszcza się filtr napełniony permutytem, przez który wymusza się przepływ wody.
Po 12 – 24 godzinnej filtracji (w zależności od wielkości zbiornika i początkowej twardości wody) otrzymuje się wodę o twardości ogólnej równej 0oN i węglanowej na niezmienionym początkowym poziomie. Woda taka ma odczyn silnie alkaliczny i zawiera znaczne ilości sodu, ponieważ nastąpiła wymiana kationów wapnia i magnezu na kationy sodu Na+.
Następną czynnością jest zakwaszenie wody kwasem siarkowym i filtracja przez węgiel aktywny w celu pozbycia się nadmiaru sodu w formie siarczanów i chlorków.
Po takim zabiegu wodę należy powtórnie zakwasić stosując kwas ortofosforowy, azotowy lub siarkowy w zależności od własnych potrzeb.
Tak przygotowana woda nadaje się do wymiany w akwarium lub uzupełniania ubytków.
Należy jeszcze pamiętać, aby w razie potrzeby podgrzać wodę w celu wyrównania temperatury pomiędzy wodą do wymiany a akwarium i nie wymieniać jednorazowo więcej niż 5% objętości akwarium. Jednorazowa wymiana większych ilości wody na ogół ma bardzo negatywne skutki dla delikatnych roślin.
Samo nalewanie wody powinno przebiegać powoli z prędkością około 10 litrów na godzinę przy jednoczesnym włączeniu jakiejś filtropompy w akwarium tak, aby nalewana woda była szybko rozprowadzana i mieszana. Podczas wymiany wody nie należy jednocześnie dostarczać do akwarium nawozów dla roślin, pożywek i innych preparatów chemicznych – dokarmianie roślin nawozami przeprowadza się dopiero po kilku godzinach lub następnego dnia małymi porcjami wprowadzanymi bardzo powoli na zasadzie kroplówki przy włączonych filtrach.
Regenerację zużytego kationitu przeprowadza się w/g opisu powyżej.
Wbrew pozorom czynność takiego przygotowania wody jest dość prosta i nie powinna nastręczać trudności a znając pomysłowość akwarystów wypracowanie jakiegoś własnego sposobu wylewania i nalewania wody przy użyciu pompy lub wykorzystania prawa grawitacji ograniczy czas potrzebny do prac pielęgnacyjnych do minimum.
Chciałbym jeszcze dodać, że dolewanie wody bardzo miękkiej do akwarium w takich niewielkich ilościach nie powoduje spadku twardości ogólnej i zwykle utrzymuje się ona na początkowym zadanym poziomie. Twardość węglanowa w przypadku stosowania dwutlenku węgla również nie ulega większym zmianom i najczęściej w akwarium stanowi połowę twardości ogólnej a więc zostają zachowane prawidłowe proporcje TwO i TwW oraz dostateczna buforowość wody akwariowej.

Korekta TwO i pH
Jeżeli zachodzi potrzeba podniesienia twardości wody to najprostszym sposobem jest dodanie do wody roztworu sporządzonego z gipsu rozpuszczonego wodzie. Gips – CaSO4 2H2O
po odstaniu dodaje się małymi porcjami do akwarium sprawdzając twardość wody- szybkość zmian TwO nie powinna przekraczać 3-4oN na dobę.
Innym sposobem zwiększania twardości jest umieszczenie w akwarium woreczka wypełnionego mielonym wapieniem – białe, drobne kamyki o nieregularnych kształtach powoli uwalniają wapń stopniowo zwiększając TwO.
Twardość wody podnoszą również inne naturalne kawałki skał węglanowych – kalcyty, dolomity i magnezyty.
W przypadku konieczności podwyższenia współczynnika pH to najprostszym i zarazem skutecznym sposobem jest sporządzenie wodnego roztworu sody oczyszczonej i stopniowe dodawanie go do wody akwariowej zachowując zasady szybkości zmian pH w ciągu doby
(rozdział pH wody). Naturalne skały osadowe a więc wapienie, dolomity i magnezyty oprócz zwiększania twardości wody ponoszą również współczynnik pH wody !