Ekologie akvária

Maqovy webové stránky

Publikováno: 2019-04-24, Aktualizováno: 2019-04-26
Přečteno: 741x

Aby to bylo po ruce - akvaristické užitečnosti

Obsah:

Tvrdost

Alkalita

Uhličitanový systém a Tillmansova tabulka

Obsah kyslíku ve vodě

Amoniak a amonium

Tvrdost

Tvrdost vody je tvořena výlučně kationty vápenatými (Ca2+) a hořečnatými (Mg2+); ničím jiným. Je v principu nezávislá na obsahu dalších látek ve vodě, konkrétně na alkalitě (i když značky jsou podobné), a na pH (i když vyšší pH je často spojeno s vyšší tvrdostí). Tvrdost poskytuje jen velmi přibližnou představu o celkové mineralizaci; za tím účelem je vhodnější měřit vodivost.

My jsme zvyklí měřit tvrdost ve stupních německých (°dGH), kdežto vodárny ji správněji udávají v mmol/l (milimol na litr). Vápník i hořčík – vždy odděleně! - můžeme měřit i v mg/l (miligram na litr). Vzorce pro přepočet jsou následující:

1 mmol/l = 5.60774 °dGH

1 °dGH = 0.178325 mmol/l

Ca2+: 1 mg/l = 0.1399 °dGH = 0.024950 mmol/l

Mg2+: 1 mg/l = 0.2307 °dGH = 0.041135 mmol/l

Hodnoty pro vápník a hořčík jsou odlišné, protože atomy těchto prvků mají odlišnou hmotnost. Proto jejich hmotnostní koncentrace nemůžeme pro výpočet tvrdosti sčítat.

Pro přibližný převod poslouží graf:

Alkalita

Na rozdíl od tvrdosti, alkalita přímo souvisí s pH. Je to vlastně číslo, které udává, kolik silné kyseliny musíme do vody přidat, aby její pH kleslo na 4.5. Proto údaj o alkalitě nalezneme ve zprávách z vodárny pod zkratkou KNK4,5 znamenající kyselinová neutralizační kapacita (do pH 4.5). Můžeme se setkat i s označením pufrační kapacita či ústojnost, což jsou ale trochu širší pojmy a nemusejí vždy mínit právě KNK4,5.

Dříve se používal také termín uhličitanová tvrdost. Pochází to z toho, že v běžných vodách vždy tvoří alkalitu převážně hydrogenuhličitany. Je v tom však nepřesnost, protože na alkalitě se podílejí i další látky, zejména fosforečnany a ionty nejrůznějších organických kyselin (včetně huminových).

Podobně jako tvrdost, i alkalita se udává správně v mmol/l, ale my jsme zvyklí na německé stupně - °dKH. Přepočty:

1 mmol/l = 2.80387 °dKH

1 °dKH = 0.356650 mmol/l

HCO3-: 1 mg/l = 0.016389 mmol/l = 0.0460 °dKH

Pro rychlý převod opět poslouží graf:

Uhličitanový systém a Tillmansova tabulka

Poměr oxidu uhličitého (CO2) a hydrogenuhličitanů (HCO3-) je závislý na pH, jak znázorňuje graf:

Podíly hydrogenuhličitanů (které tvoří alkalitu) a oxidu uhličitého lze vypočítat podle následujících vzorců:

 

Známe-li alkalitu a pH, můžeme se pokusit vypočítat koncentraci CO2 z následujícího vzorce:

 

kde A je alkalita ve stupních německých (°dKH) a ρ(CO2) je koncentrace oxidu uhličitého v mg/l.

Anebo můžeme totéž vyčíst z následující tabulky, nazývané Tillmansova, kde v prvním sloupci červeně je zadána alkalita (ve °dKH) a v prvním řádku modře pH, v ostatních polích koncentrace oxidu uhličitého v mg/l.

O užitečnosti uvedeného postupu zjištění koncentrace CO2 lze vést diskuse. Je jisté, že rozpuštěné organické látky výsledek zkreslují. Ale když už pro nic jiného, je užitečné do tabulky nahlédnout pro ten případ, že pokud nám například v akváriu bez sycení CO2 vyjde hodnota nad 10 mg/l, s vysokou pravděpodobností jsme buď alkalitu nebo pH zjistili nepřesně. Což se při použití běžných (kolorimetrických) testů stane velice snadno. A povšimněte si zejména, jak výrazně výsledek závisí na pH – nepřesnost o jednu, dvě desetiny vydá velmi odlišný výsledek.

Obsah kyslíku ve vodě

Pro výpočet obsahu kyslíku (O2) ve vodě jsou vzorce tak složité, že je zde ani neuvádím. Jen připomenu některá fakta:

Kyslík a oxid uhličitý se „neperou“ o místo ve vodě, „nevytlačují“ jeden druhého. Fyzika je v tomto neoblomná. Ovšem biologie to může vidět trošku jinak, protože mnoho biologických procesů způsobuje spotřebu kyslíku za současného uvolňování oxidu uhličitého, nebo naopak.

Rozpustnost kyslíku klesá s mineralizací vody. Závislost je velmi mírná a ve sladkovodní akvaristice můžeme tento vliv zanedbat, a to i v případě, že máme vodu opravdu hodně mineralizovanou („tvrdou“). Při práci s mořskou vodou je to už jiná.

Čísla uvedená v následující tabulce a grafu uvádějí koncentraci kyslíku (v mg/l) v rovnovážném stavu, při dané teplotě a nadmořské výšce, a naznačují běžné výkyvy při pěkném (vysoký tlak) či zamračeném (nízký tlak) počasí. Protože většina z českých akvaristů neprovozuje svůj koníček na břehu mořském, vzal jsem za základ polohu 200 m.n.m. (metrů nad mořem), kde se většina z nás nachází.

Reálný obsah kyslíku ve vodě bývá zcela běžně výrazně vyšší (až dvojnásobný) nebo nižší (až nulový) ve srovnání s rovnovážným stavem. Příčiny jsou většinou biologické. Fyzikální bariérou, která významně zpomaluje výměnu kyslíku (a dalších plynů) mezi vodou a ovzduším je difúzní hraniční vrstva (angl. diffusive boundary layer) po obou stranách hladiny. Plyny přecházejí z jednoho prostředí (fáze) do druhého pouze difúzí. Vítr, silný proud a podobné síly urychlí výměnu plynů jen potud, že mohou zmenšit tloušťku difúzní hraniční vrstvy. (Pokud vám to celé připomíná problematiku příjmu CO2 vodními rostlinami, jste správně. Stačí si jen uvědomit, že rostliny v tomto nejsou žádná specialita, a že difúzní hraniční vrstva existuje na všech tzv. fázových rozhraních, tedy na hladině, stěnách akvária, povrchu všech předmětů a také na povrchu substrátu – dna.)

Z uvedených důvodů poměrně dlouho trvá, než obsah plynů ve vodě dosáhne rovnovážného stavu; dost dlouho na to, že v případě významné produkce a spotřeby kyslíku vodními organismy nenastane rovnovážný stav téměř nikdy. Přesněji řečeno, biologické faktory posunou rovnováhu do jiné polohy.

Pokud někde narazíte na údaje v procentech (saturace), jde o číslo vztažené k vypočtenému rovnovážnému stavu.

(Ze stejného důvodu v akváriu nemíváme rovnovážný obsah oxidu uhličitého, asi 0.5 mg/l. V závislosti na spotřebě a produkci vodními organismy kolísá od nuly po jednotky miligramů, a v sedimentech běžně dosahuje jednotek až desítek mg/l.)

Amoniak a amonium

Amoniak (NH3) je jedovatý plyn. Ve vodě se rozpouští velmi dobře a navíc s ní reaguje podle rovnice: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- . Vzniklý amonný kation NH4+, méně správně amonium (z angličtiny), je pro vodní organismy nejedovatý, resp. jeho jedovatost je ve srovnání s amoniakem zanedbatelná.

Míra, v jaké amoniak reaguje (disociuje) s vodou, je závislá na pH a teplotě. Graf nám to zhruba ukáže:

Všechny testy na amoniak ukazují součet hodnot obou složek, tedy amoniaku i amonia. Pro nás je ale důležité vědět, jaká část z naměřené hodnoty je tvořena jedovatým amoniakem. Můžeme to vypočítat podle rovnice

 

kde ρ(NH3) je koncentrace amoniaku (v mg/l), ρ(NH3 + NH4+) je naměřená hodnota (v mg/l) a t je teplota (ve °C).

Anebo můžeme obsah amoniaku zjistit vynásobením naměřené hodnoty číslem odečteným z této tabulky:

Rybářské příručky uvádějí, že přípustná koncentrace amoniaku ve vodě nemá přesáhnout 0.01 mg/l pro lososovité ryby a 0.05 mg/l pro ryby kaprovité. Pro akvarijní ryby žádná norma stanovená není, ale přidržme se raději té nižší, tedy 0.01 mg/l. To je maximální přípustná dlouhodobá koncentrace amoniaku (NH3). Desetinásobek této hodnoty pak považujme za mez, za níž začíná stav akutní toxicity.

Následující tabulka pak poskytuje rychlou orientaci: svislá osa udává naměřenou hodnotu (tedy amoniak plus amonium), vodorovná pH. Rychlým pohledem zjistíme, že například naměřená hodnota 2 mg/l (to už je dost!) je v kyselé oblasti bezpečná. Ovšem stoupne-li z nějakého důvodu pH nad neutrální bod (7), tatáž naměřená hodnota už zdravá není, a při pH nad 8 představuje vyloženou kalamitu. (Upozorňuji, že tabulka platí pro teplotu 25 °C. Při vyšších teplotách je koncentrace amoniaku vyšší!)

 


Komentáře k článku

Upozornění: Tyto komentáře nejsou určené pro osobní dotazy. Máte-li nějaký dotaz, kontaktujte mě prosím e-mailem.

Vaše jméno:       Heslo pro pozdější editaci příspěvku:

Jaký znak je na 6 pozici ve slově : Stephanie
    Počet znaků nesmí přesáhnout 5000, jinak se text ořízne a komentář se neuloží celý !

Maq © 2018-2019