FIZIKALNA I KEMIJSKA SVOJSTVA AKVARIJSKE VODE

Akvarij je zatvoreni biološki sustav koji sačinjavaju biljke, ribe i ostali organizmi prisutni u njemu. U vodi akvarija neprekidno se odvijaju različiti biološki i kemijski procesi, a cilj svakog akvariste je da u svom akvariju postigne biološku ravnotežu tako da akvarij postane živi isječak podvodnog svijeta iz kojeg ribe i biljke potječu.

Dijelovi akvarija

1. Posuda: može biti staklena ili od pleksiglasa, najčešće je kvadratnog oblika s odnosom stranica 2:1:1.
2. Filtar: tri su glavna tipa filtara
   • mehanički za uklanjanje krupnih lebdeći čestica
   • biološki za razgradnju toksičnih dušikovih spojeva
   • kemijski za uklanjanje boje, lijekova i drugih nepoželjnih spojeva.
3. Grijač: dovoljne snage da ne dođe do nagle promjene temperature u akvariju.
4. Rasvjeta: neophodna za rast biljaka.
5. Podloga: uglavnom od silikatnog šljunka služi da se biljke učvrste u nju.

Akvarista koji uređuje akvarij mora znati da ribe i biljke u njegovom akvariju zahtijevaju određene kemijske i fizikalne uvjete kao i biološke osnove. Najvažnije je svim životinjama koje uzgajamo u akvariju osigurati takve životne uvjete koji su što sličniji onima u prirodi. To važi prvenstveno za kemijski sastav vode, temperaturu, svjetlost i okoliš koji mora odgovarati prirodnom okolišu svake pojedine vrste. Također je važno i koje biljke odabrati jer bez njih se, zbog pravilne biološke ravnoteže, akvarij ne može ni zamisliti. U biološki procesima vode akvarija vrlo značajnu ulogu imaju bakterije koje razlažu i mineraliziraju životinjske i biljne ostatke.

Čovjekov kontakt s prirodom u vlastitom domu, čuvanje okoliša, rekreacija, odmor, kao i njen obrazovni karakter čine akvaristiku veoma korisnim hobijem. Akvaristika omogućava znanstvenicima, koji se bave proučavanjem života u vodi, neometan rad na eksperimentima, koje bi u prirodi, zbog vanjskih utjecaja, teško mogli kontrolirati. I u izvođenju školske nastave akvarij je dragocjeno didaktičko sredstvo.

Većina akvarista opredjeljuje se za slatkovodni tropski akvarij, jer je njegovo održavanje jednostavnije, a nudi dovoljno mogućnosti za zadovoljavanje radoznalosti i provjeravanje stručnih sposobnosti, da i ne spominjemo užitke koje pruža takav akvarij.

Akvarij može biti uređen po zemljopisnom ili biotopnom načelu ili po vrstama zastupljenih životinja. U zajedničkom akvariju žive različiti organizmi (najviše ribe i biljke) sa sličnim potrebama (kvaliteta vode, temperatura itd.), bez obzira na njihovo zemljopisno porijeklo. Karantenski akvarij namijenjen je preventivi i liječenju riba, dok se akvarij za mriještenje upotrebljava za razmnožavanje riba.

Kako je akvarijska voda sredina u kojoj ribe žive, postaju spolno zrele, hrane se i razmnožavaju, neophodno je poznavati njena fizikalna i kemijska svojstva. Voda u prirodi sadrži otopljene soli, pufere, nutriente, itd. s koncentracijama koje ovise o lokalnim uvjetima. Pripazite, ribe (i biljke) koje su se milijunima godina prilagođivale na te specifične uvjete možda nisu sposobne za opstanak u drugačijoj sredini.

 

FIZIKALNA SVOJSTVA AKVARIJSKE VODE

Temperatura

U akvaristici se toplovodnim ribama smatraju sve one vrste koje ne mogu podnijeti temperaturu vode u akvariju nižu od 17 °C. U vodama tropskog pojasa temperaturna kolebanja vode iznose samo 5-6 stupnjeva. Pri većim temperaturnim kolebanjima ribe su izložene raznovrsnim oboljenjima a mogu i uginuti.

Prozirnost i boja

Prozirnost i boja vode u akvariju su indikatori kemijske i biološke stabilnosti. Mutna voda je znak da su u akvariju nastupili takvi procesi koji dovode do anaerobnog raspadanja organske tvari, nestašice kisika, poremećaja fotosinteze biljaka i konačno do uginuća riba. Voda akvarija mora biti sasvim prozirna i bistra što se postiže biološkom ravnotežom u akvariju ili pak određenim postupcima filtriranja. Boja vode ovisi o kemijskom sastavu vode.

Miris

Miris u akvariju uglavnom upućuje na probleme koji su nastali u samom sustavu. Izraziti miris amonijaka ili pokvarenih jaja signaliziraju hitnu izmjenu dijela vode u akvariju. Ovi mirisi nastaju raspadanjem organske materije.

 

KEMIJSKA SVOJSTVA AKVARIJSKE VODE

Voda ima četiri mjerljiva svojstva koja se obično koriste za opisivanje njene kemije. To su pH, puferski kapacitet, ukupna tvrdoća i slanost. Uz njih mogu se ispitivati i neki nutrienti i elementi u tragovima.

Ukupna tvrdoća

Voda je kemijski spoj kisika i vodika. Takve vode, koja bi sadržavale samo ova dva elementa u prirodi praktično nema, ali se može dobiti destilacijom ili demineralizacijom (npr. pomoću ionskih izmjenjivača). Obzirom na prirodu otopljenih tvari u akvaristici razlikujemo ukupnu, karbonatnu (prolaznu) i nekarbonatnu (stalnu) tvrdoću vode. Na život u akvariju najviše utječe karbonatna tvrdoća vode.

Ukupna tvrdoća nam kaže kolika je koncentracija iona magnezija i kalcija u vodi. Kada se govori o tome da neke ribe preferiraju meku vodu tada se misli na ukupnu tvrdoću, a ne na karbonatnu tvrdoću.

Ukupna tvrdoća, karbonatna tvrdoća i pH su bermudski trokut kemije vode. Svako od ova tri svojstva je povezano jedno s drugim tako da je teško promijeniti jedno, a da se automatski ne promijeni i neko drugo svojstvo.

Tvrdoća vode se izražava u njemačkim stupnjevima (dH). 1 stupanj dH je jednak 17.8 ppm CaCO₃.

Tvrdoća vode je značajan čimbenik koji doprinosi da se ribe dobro osjećaju u akvariju. Ona je zapravo odlučujuća za neometan razvoj mladica (posebno za kosti ribe). Vrlo značajnu ulogu ima i kod nastajanja spolnih produkta tako da se neke ribe neće mrijestiti ako tvrdoća vode prelazi određene vrijednosti.

Za ukrasni toplovodni akvarij najbolja je voda tvrdoće 8 - 11 dH. Za razmnožavanje su ovi zahtjevi izrazito specifični za svaku pojedinu vrstu. Neke vrste riba i u dekorativnom akvariju zahtijevaju veću ili manju tvrdoću od navedene ali to su već iznimke.

Puferski kapacitet

Puferski kapacitet (karbonatna tvrdoća, alkalitet) nam kaže koliko je pH vode stabilan na dodavanje kiselina ili lužina. Ako voda ima veliki puferski kapacitet može apsorbirati i neutralizirati veće količine dodane kiseline ili lužine bez osjetnije promjene pH, tek kada se probije puferski kapacitet dolazi do nagle promjene pH.

Pufer ima i pozitivne i negativne posljedice. S pozitivne strane, dušični ciklus stvara nitratnu kiselinu (nitrat). Bez pufera, pH u akvariju bi naglo opadao (loše), a s viškom pufera, pH je stabilan (dobro). Negativna strana tvrdih voda iz slavine, koje skoro uvijek imaju veliki puferski kapacitet, jeste da je pH ovih voda vrlo teško spustiti na potrebnu vrijednost.

U slatkovodnom akvariju većina puferskog kapaciteta nastaje od smjese karbonata i bikarbonata. Tako se u akvaristici koriste termini karbonatne tvrdoće, alkaliteta i puferskog kapaciteta iako tehnički to nije jedno te isto.

Karbonatna tvrdoća ne šteti ribama izravno, ali ako se karbonatna tvrdoća nalazi ispod 4.5 dH potrebno je stalno kontrolirati pH. Naročito je to važno kod djelomične izmjene vode u akvariju.

Kiselost (pH)

Kao i temperaturu, akvarijske ribe dobro podnose i različitu kiselost vode. U normalnim okolnostima pH akvarijske vode vrlo malo varira.

pH je definiran kao negativni logaritam koncentracije vodikovih iona. pH skala ide od 0.0 do 14.0. Vode koje imaju vrijednost manju od 7.0 su kisele a one koje imaju vrijednost veću od 7.0 su lužnate. Vode čija je pH vrijednost jednaka 7.0 su neutralne. Zbog toga što je pH logaritamska funkcija, promjena pH od 6.0 do 7.0 će imati za posljedicu desetorostruko smanjenje koncentracije vodikovih iona, od 6.0 do 8.0 stostruko smanjenje. Drugim riječima voda koja ima pH 6.0 je 100 puta kiselija od one koja ima pH 8.0. Promjena pH vode za 0.3 pH jedinice dnevno može dovesti do uginuća riba.

Koncentracija vodikovih iona vrlo je značajna za život akvarijskih riba i još više za njihovo razmnožavanje. Ribe zahtijevaju vodu s pH između 6.6 do 7.5, što opet ovisi o vrsti. Ne samo da ribe zahtijevaju određeni sigurni raspon pH za opstanak već je pH vrlo važan kontrolni faktor kod mnogih kemijskih ravnoteža, uključujući odnos netoksičnog amonijevog iona (NH₄⁺) i toksičnog amonijaka (NH₃) kao i između toksičnog nitritnog iona (NO₂^-) i vrlo toksične nitritne kiseline (HNO₂).

S previše kiselim vodama u akvaristici prema pravilu nemamo problema, ali ih zato imamo s alkalnim vodama. Kiseljenje taninskim ili huminskim kiselinama dolazi u obzir samo kod voda čija tvrdoća iznosi manje od 8 dH. Tvrđe vode možemo kiseliti samo s jačim kiselinama (npr. 3 % fosfornom kiselinom), ali u tom slučaju moramo biti vrlo oprezni. Za podizanje pH vrijednosti najbolji je natrijev karbonat (Na₂CO₃).

Kisik

Isto kao i ljudi i ribe trebaju kisik da bi živjele. Većina akvarijskih riba koristi za disanje kisik otopljen u vodi, dok samo rijetke riblje vrste mogu za disanje upotrebljavati i atmosferski zrak preko posebnih organa. Voda apsorbira plinoviti kisik iz zraka preko površine, a svako miješanje povećava apsorpciju. Kada se uspostavi ravnoteža između koncentracija kisika u zraku i vodi, voda je zasićena kisikom. Koncentracija kisika u zasićenoj vodi je različita i ovisi o temperaturi, tlaku i koncentraciji otopljenih tvari.

Žive biljke prisutne u akvariju tijekom procesa fotosinteze oslobađaju kisik, ali one ne mogu zamijeniti sistem za aeraciju/filtraciju. Čak što više, mogu dovesti do nestašice kisika jer se fotosinteza dešava jedino uz prisutnost svjetlosti. Preko noći, kada je akvarijsko svjetlo ugašeno, biljke troše kisik. Kisik ne troše samo ribe već i mikroorganizmi koji u procesima razgrađivanja organskih tvari potroše znatne količine.

Potrošnja kisika više ovisi o količini hrane koju u određenom vremenu unesemo u akvarij nego o količini riba u njemu. Po noći ribe prema pravilu troše manje kisika jer miruju, ali u to vrijeme ni biljke ne oslobađaju kisik i zato se događa da ponestane kisika u akvarijima koje dodatno ne prozračujemo zračnom pumpom. Kod nestašice kisika ribe se pomaknu ispod površine vode tražeći zrak. U tom slučaju treba odmah zamijeniti dio vode svježom i uključiti zračnu pumpu. Ribe traže više zraka i ako se otruju amonijakom, nikotinom ili drugim otrovima prisutnim u zraku.

Svi organizmi u akvarijskoj vodi troše otopljeni kisik i njegova nestašica ima katastrofalne posljedice. Srećom, kisik u akvariju je faktor koji se lako kontrolira.

Ugljikov dioksid (CO₂)

Ugljikov dioksid ima značajnu ulogu u vodi akvarija i u kruženju materije, naročito pri njegovom izlučivanju u procesu oksidacije organskih materija. Pri koncentraciji CO₂ preko 30 mL/L akvarijska voda postaje toksična za ribe, te one mogu uginuti.

Sumporovodik (H₂S)

Sumporovodik je u akvariju uvijek indikator većeg zagađenja vode. pojavljuje se kao produkt raspadanja organske tvari bez prisutnosti kisika. Koncentracije od 1.5 mg do 2 mg/L H₂S u vodi već izazivaju uginuće riba.

Nutrienti

Esencijalni mineralni nutrienti su podijeljeni u dvije kategorije:

- makronutrienti (su nutrienti koje biljke upotrebljavaju u relativno velikim količinama):

dušik (N), fosfor (P), sumpor (S), kalcij (Ca), magnezij (Mg) i kalij (K).

- mikronutrienti (su nutrienti koje biljke upotrebljavaju u malim količinama):

željezo (Fe), mangan (Mn), bakar (Cu), cink (Zn), molibden (Mo), kobalt (Co), i bor (B).

Ostali mineralni elementi (kao natrij, Na) također su prisutni u bilju, ali njihova prisutnost nije definirana pravilima tako da se ne klasificiraju kao esencijalni nutrienti.

Dušik

Unošenjem riba, bilja i hrane u akvarij započinje serija procesa općenito poznatih kao biološko filtriranje ili dušični ciklus. U tim procesima dolazi do prirodnog bakterijskog prerađivanja otpadnih materijala u sve manje toksične spojeve.

Više od 50 % otpadnih produkta riba je u obliku amonijaka. Mineralizacija se događa kada heterotrofne bakterije pretvore riblje otpadne tvari, istrule biljke i nepojedenu hranu u amonijak i ostale spojeve. Amonijak je toksičan za ribe iznad određene koncentracije i mora se ukloniti.

Kada poraste koncentracija amonijaka u akvariju, druga grupa bakterija, nitrosomonas, hrani se amonijakom i pretvara ga u nitrit (također toksičan za ribe). Nitrobacter bakterije pretvaraju nastali nitrit u nitrat (relativno netoksičan) kao završetak procesa biološkog filtriranja.

Nitrat je najvažniji nutrient, ali ako je prisutan u visokim koncentracijama može dovesti do uginuća riba. Koncentracija nitrata u akvariju konstantno raste, a smanjuje se jedino djelomičnom zamjenom vode i trošenje pri rastu bilja.

Fosfor

Fosfati su drugi po važnosti makronutrienti koji u akvarij dospijevaju uglavnom preko hrane. Razvoj algi u akvariju je direktno proporcionalan količini fosfata u vodi. U akvariju s biljem idealna količina fosfata kreće se oko 0.2 mg/L ili čak manje od toga.

Željezo

Kontrolom količine željeza u akvarijskoj vodi može se vršiti kontrola dodanih nutrienata. Količina željeza u akvariju ne smije biti manja od 0.06 ppm. Preporučene količine željeza su:

- za slatkovodni akvarij: 0.5 ppm do 0.1 ppm

- za akvarij s morskom vodom: 0.5 ppm

Slanost

Slanost je važna u akvarijima s morskom vodom. U slatkovodnim akvarijima upućuje na previsoku UT i KT. Većina riba trpi male količine soli dok je neki paraziti (kao ick) ne podnose nikako. Neke ribe također ne podnose sol (skalari ili neki corydoras catfish).