Capire la durezza dell’acqua e le proprietà tampone: gH, kH e TDS

Se avete un acquario o siete appassionati di acquariofilia, avrete sicuramente incontrato le misteriose abbreviazioni: gH, kH e TDS. A prima vista possono sembrare termini scientifici complessi, ma in realtà sono semplicemente modi per misurare le diverse proprietà dell'acqua. Comprendere questi parametri è fondamentale per creare un ambiente sano per i vostri pesci e le vostre piante.

Immaginate che questi indicatori siano come i parametri vitali del vostro acquario. Essi indicano quanto l'acqua sia dolce o dura, quanto bene resista a bruschi cambiamenti di acidità e quante sostanze diverse vi siano disciolte. Ignorarli equivale a non prestare attenzione all'alimentazione e al clima per gli animali terrestri.

In questo articolo spiegheremo in parole semplici cosa si nasconde dietro ciascuno di questi parametri, perché sono così importanti e come sono collegati tra loro. Imparerete come misurare questi valori e cosa fare se superano i limiti normali per i vostri abitanti dell'acquario.

Cosa significano kH, gH, TS, TDS, TSS nell'acqua?

TS (volume totale di sali) = TDS+TSS è tutto ciò che è disciolto nell'acqua. A seconda della composizione granulometrica, si possono distinguere:

TSS (volume delle particelle sospese)

Contenuto totale di particelle di dimensioni superiori a 2 micron. Può trattarsi di rifiuti di pesci, batteri, tessuti vegetali in decomposizione. Si tratta di un indicatore non misurabile strumentalmente, che può essere sostituito dal parametro “trasparenza/torbidità”.

Negli acquari tali test non vengono effettuati, se non a occhio nudo, ma per i più curiosi descriverò brevemente il test dell'acqua per l'indice TSS.

L'acqua viene fatta passare attraverso un filtro speciale, dopodiché il filtro viene lavato con acqua deionizzata (proveniente dal filtro a osmosi inversa). Questo viene fatto affinché gli indicatori dei sali disciolti (TDS) non influenzino le letture del TSS. Quindi viene misurato l'aumento di peso del filtro.

Lavorando come dipendente di una galleria di acquari naturali, ho notato che molti sottolineavano l'estrema trasparenza dell'acqua negli acquari. Questo può essere attribuito proprio al parametro TSS.

Questo parametro è importante quando si allevano pesci piccoli e gamberetti. Questi hanno branchie delicate che possono ostruirsi con particelle di TSS, causandone la morte.

Il TSS può essere regolato:

• meccanicamente con una potente filtrazione tramite filtri esterni, filtri interni con materiale filtrante sintetico.

• chimicamente con l'aiuto di speciali condizionatori per acque torbide, che depositano sul fondo dell'acqua le particelle più grandi. Successivamente, è necessario aspirarle dal fondo.

L'abbondanza di particelle sospese può essere il risultato di un'alimentazione eccessiva dei pesci, di un sovraffollamento dell'acquario (molti rifiuti prodotti dai pesci e, di conseguenza, dai batteri), della morte delle foglie delle piante (il che significa che qualcosa nell'acquario non va bene) o di una filtrazione insufficiente nel vostro acquario.

Dal punto di vista dell'acquascaping, l'abbondanza di particelle sospese influisce sulla comparsa di alghe sulle foglie, poiché queste particelle possono depositarsi sulle foglie delle piante e quindi costituire un luogo (substrato) di crescita delle alghe.

Il muschio, molto amato da molti, può morire a causa dell'abbondanza di TSS sulle foglie e sugli steli.

Per questo motivo, negli acquari professionali è raro vedere contemporaneamente un gran numero di pesci (soprattutto di grandi dimensioni) e un'abbondanza di muschio.

Il grado di filtrazione dell'acquario viene valutato non solo in base al volume del materiale filtrante (media), ma anche in base alla potenza del flusso del filtro. Pertanto, la presenza di una grande quantità di particelle sospese può indicare anche un flusso insufficiente nell'acquario. Non dimenticate di occuparvi anche di questo. Ad esempio, lavate il filtro tempestivamente e sostituite i materiali filtranti.

• Nel caso di un acquario molto grande, potrebbe essere una buona soluzione installare una pompa di circolazione. Non ha alcun materiale filtrante, ma crea solo una corrente aggiuntiva nell'acquario.

• Inoltre, maggiore è la quantità di sostanze disciolte nell'acqua, minore è la sua trasparenza, il che influisce notevolmente sulla penetrazione della luce nell'acqua. E questo è direttamente correlato al processo di fotosintesi delle piante.

Credo che con il TSS abbiamo chiarito tutto.

TDS (volume di sali disciolti)

gH + kH + Nitrati + Nitriti + Cloruri + Clorammine + Solfati + Fosfati + Ammonio + Carbonati + Bicarbonati + altri composti (fertilizzanti, condizionatori per l'acqua, medicinali per pesci).

Si tratta di un parametro dell'acqua misurabile strumentalmente che indica la quantità di additivi chimici disciolti nell'acqua.

Ad esempio, con l'aiuto di questo parametro è possibile capire quanto l'acqua sia dura o dolce (ma non è il parametro ottimale per tale analisi), quanto bene le piante assorbano i fertilizzanti aggiunti all'acqua.

In base alla quantità di sali disciolti si distinguono le seguenti categorie:

• Meno di 1500 mg/l (ppm) — acqua dolce

• 1500-5000 mg/l (ppm) — acqua salmastra

• Oltre 1500 mg/l (ppm) — acqua di mare

Un valore TDS particolarmente elevato può essere indice di una scarsa qualità dell'acqua.

• Nel caso del TSS, spesso è sufficiente installare un filtro di qualità e le particelle sospese nell'acqua saranno molto meno numerose o scompariranno del tutto.

• Nel caso del TDS, la filtrazione meccanica non funziona. In questo caso, ci verrà in aiuto solo la componente chimica della filtrazione dell'acquario.

Perché è importante conoscere il TDS e dove viene applicato?

La prima e, probabilmente, la più importante è la purezza chimica dell'acqua di partenza. Quasi tutti gli acquariofili professionisti utilizzano filtri a osmosi inversa per creare i propri acquari.

Si tratta di filtri speciali che vengono installati nella conduttura dell'acqua della vostra casa o appartamento, simili ai normali filtri domestici, con l'unica differenza che quest'acqua non è potabile e viene utilizzata per scopi specifici, uno dei quali è proprio l'acquario con piante.

I filtri a osmosi inversa purificano l'acqua del rubinetto fino a renderla quasi distillata.

Il grado di purificazione dell'acqua è controllato proprio dal parametro TDS.

Il filtro a osmosi inversa è composto da prefiltri: un filtro di pulizia meccanica e un filtro a carbone, oltre alla membrana, l'elemento principale del filtro a osmosi inversa.

I prefiltri servono a proteggere la membrana per aumentarne la durata.

Con un TDS dell'acqua del rubinetto di circa 300, la cartuccia del filtro a carbone si esaurisce in una settimana, quella del filtro meccanico in due settimane, mentre lo stato della membrana può essere valutato solo in base al TDS.

Il nuovo filtro purifica l'acqua da ~300 TDS a ~4. Quando il valore TDS dell'acqua dopo il filtro (di solito la misurazione viene effettuata all'uscita dalla membrana) inizia ad aumentare anche tenendo conto dei nuovi filtri, significa che è giunto il momento di sostituire la membrana con una nuova.

Di solito, dopo la membrana vengono installati filtri con resina deionizzante. Questi “eliminano” il TDS residuo dopo la membrana da 3-4 a 0 ppm.

Consiglio di utilizzare proprio questo tipo di acqua (0 ppm) negli acquari con piante, poiché lasciando il TDS dopo l'osmosi su un valore diverso da zero, non sappiamo cosa rimane in quest'acqua, poiché abbiamo visto in precedenza che il TDS è composto da una grande quantità di componenti diversi.

Anche lo stato delle resine a scambio ionico viene controllato tramite il TDS. Pertanto, quando si utilizza acqua dopo l'osmosi inversa, il TDS viene controllato due volte.

Dopo il filtro a membrana e dopo le resine a scambio ionico.

L'azienda SpectraPure ha previsto la necessità di misurare frequentemente il TDS, quindi ha integrato nei propri filtri dei misuratori elettronici di TDS. In alcuni filtri di questa azienda ce ne sono addirittura due.

La durezza e le proprietà tampone dell'acqua non sono solo una serie di numeri incomprensibili, ma caratteristiche importanti che influenzano il gusto dell'acqua, il funzionamento degli elettrodomestici e persino la salute. Quando parliamo di gH, kH e TDS, ci riferiamo alla quantità di sali disciolti nell'acqua, alla sua resistenza alle variazioni di acidità e alle sostanze in essa presenti. Capirlo non è così difficile: il gH indica la durezza totale, il kH la resistenza dell'acqua all'acidificazione e il TDS la quantità totale di sostanze disciolte. Comprendere questi parametri aiuta a scegliere il filtro giusto, a proteggere il bollitore dal calcare o semplicemente a bere acqua più gradevole.

Qual è il TDS dell'acqua più adatto per un acquario con piante?

Dipende dai fertilizzanti che si intende utilizzare nel proprio acquario e dai pesci e dalle piante che si intende allevare.

Ad esempio, i pesci del lago Tanganica vivono in natura in acque con TDS ~400 ppm, mentre i pesci del Rio delle Amazzoni (ad esempio, i famosi Neon – Paracheirodon axelrodi) vivono in acque con TDS vicino a 0. Quindi, il TDS (qui può essere equiparato alla durezza dell'acqua gH – di cosa si tratta lo vedremo più avanti) è uno dei fattori determinanti per i futuri abitanti dell'acquario.

Poiché i filtri a osmosi inversa purificano l'acqua al massimo, lasciando solo molecole di H20, ciò significa che nell'acqua non rimane nulla di utile per le piante. Pertanto, è necessario preoccuparsi di aggiungere fertilizzanti con il più ampio spettro di macro e microelementi (spettro, non concentrazione).

Qui si possono distinguere due grandi categorie di fertilizzanti: quelli adatti all'uso nell'osmosi pura e quelli non adatti.

Per l'osmosi sono adatti i fertilizzanti delle aziende:

Gli altri fertilizzanti con la nota “da provare”.

Non ho mai esitato a dire ai miei clienti “non lo so, bisogna provare”, perché l'acquariofilia è un hobby senza regole rigide, tutti i consigli sono solo raccomandazioni.

Consiglio di utilizzare fertilizzanti di altre aziende produttrici con acqua TDS ~ 100 ppm.

Come preparare l'acqua con il TDS necessario?

• Ripristinare l'acqua con i riminerizzatori gH+kH

• Oppure mescolare l'acqua osmotica con l'acqua del rubinetto.

Molti utilizzano proprio il secondo metodo perché è economico: è possibile acquistare fertilizzanti più semplici (che non vengono utilizzati nell'osmosi) e non è necessario acquistare rimineralizzatori.

Consiglio il primo metodo. Permette di controllare completamente i parametri dell'acqua di partenza.

Qual è il TDS necessario proprio per il vostro acquario?

Fai un elenco degli abitanti dell'acquario:

Controlla quale parametro TDS è ottimale per ciascuno di essi (quale è il loro valore naturale – forse la ricerca di tali informazioni richiederà molto tempo) e scegli il valore medio. Forse dovrai rinunciare ad alcuni degli abitanti selezionati.

Se avete intenzione di allevare gamberetti, prestate particolare attenzione al valore TDS dell'acqua preparata. Il valore TDS minimo per l'allevamento dei gamberetti è ~100. Naturalmente, ci sono casi di allevamento di gamberetti con successo anche in acqua con un contenuto di sali più basso nell'acquario, ma si tratta più di un'eccezione che di una regola.

Il TDS è un parametro dell'acqua misurabile strumentalmente, quindi con l'aiuto di un misuratore elettronico di TDS è possibile misurare questo parametro nel vostro acquario (e, ad esempio, anche per misurare questo parametro nella vostra conduttura dell'acqua o dopo un filtro domestico, poiché l'acqua con un TDS elevato è dannosa anche per l'uomo).

L'ideale sarebbe che all'inizio e alla fine della settimana (prima di cambiare l'acqua) il valore di questo parametro fosse lo stesso nel vostro acquario. Ciò significherebbe che i fertilizzanti vengono consumati completamente, non si accumulano nell'acquario e quindi le alghe hanno solo minime possibilità di crescere.

Il corpo dei pesci contiene acqua e loro si trovano nell'acqua. Le cellule dei pesci separano queste due acque, ma sono semipermeabili. L'acqua con una concentrazione più alta (più densa) cercherà di passare nell'acqua con una concentrazione più bassa (meno densa) fino a quando non saranno uguali.

Se i pesci non fossero in grado di controllare in qualche modo questo flusso naturale, si disidraterebbero rapidamente o esploderebbero. Ma i pesci sono in grado di controllarlo attraverso l'osmoregolazione, una complessa serie di processi chimici.

I reni lavorano principalmente per eliminare l'acqua in eccesso, ma un'altra loro funzione è quella di conservare e riassorbire i sali indispensabili. Entrambi i processi servono a mantenere un determinato equilibrio di sali e acqua.

Pertanto, un'elevata pressione osmotica (causata da livelli di TDS superiori a quelli naturali nell'habitat del pesce) riempirà il pesce di acqua in eccesso e sovraccaricherà i reni, mentre una bassa pressione osmotica (causata da livelli di TDS inferiori a quelli naturali nell'habitat del pesce) priverà il pesce dell'acqua, causandone la disidratazione.

Il TDS influisce anche sulla velocità di penetrazione dell'acqua nei pesci attraverso l'osmosi. L'acqua “pulita” passa molto rapidamente attraverso le cellule dei pesci, mentre l'acqua con una certa quantità di TDS si muove più lentamente. I pesci utilizzano i loro reni per espellere quest'acqua.

I reni dei pesci che vivono in acque dure non devono lavorare molto intensamente. I pesci che vivono in acque dolci sono strutturati in modo tale da vivere in acque che assorbono rapidamente per eliminare le tossine.

Una piccola tetra urinerà ogni giorno più di tre volte il suo peso.

Ma più alto è il TDS, più difficile è per i pesci farlo, quindi le tossine rimangono nel loro corpo più a lungo.

Influiscono sulla loro fisiologia, causando stress, e questo porterà inevitabilmente a una riduzione della durata della vita a seconda della specie e della differenza tra il TDS dell'habitat naturale e il TDS dell'acquario.

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Relazione tra TDS e gH (durezza totale dell'acqua)

Come già sappiamo, il TDS comprende molti sali diversi e misurando solo questo indicatore non abbiamo informazioni sufficienti per capire che tipo di acqua abbiamo. Pertanto, è conveniente misurare separatamente gli indicatori che compongono il TDS (ovviamente, se necessario).

il gH è uno dei componenti principali del TDS: è l'insieme dei sali di calcio e magnesio. Di solito sono rappresentati da solfati e cloruri. Questo è importante quando si utilizzano rimineralizzatori per acqua osmotica. Assicuratevi che i sali siano rappresentati proprio dai solfati.

Quando si parla di acqua dura o dolce, ci si riferisce proprio all'indice gH. Pertanto, la durezza dell'acqua che contiene solo sali rimineralizzanti (ad esempio, acqua appena preparata) può essere misurata con un misuratore TDS e non con un test a goccia.

Il ruolo del calcio e del magnesio nell'acquario vegetale

Il calcio è uno degli elementi più importanti per l'acquario vegetale, poiché svolge un ruolo fondamentale nel metabolismo delle piante acquatiche. Il calcio attiva gli enzimi, è un elemento strutturante per le pareti cellulari, influenza il movimento dell'acqua nelle cellule ed è un elemento necessario per la crescita e la divisione cellulare.

La carenza di calcio porta a un rallentamento della crescita degli steli e delle radici.

I sintomi variano da foglie giovani deformate e contorte a macchie nere sulle foglie, ed è anche possibile che le foglie ingialliscano ai bordi.

Poiché il calcio non viene trasmesso alle nuove foglie, i sintomi della carenza compaiono solitamente prima su di esse, anche se non sempre. Macchie pallide o un generale imbiancamento delle foglie (ingiallimento) possono essere anch'essi segni di carenza di calcio.

La carenza di calcio provoca disturbi al funzionamento delle radici e può causare avvelenamento da ferro.

• Il magnesio è un altro macroelemento presente nell'acquario vegetale. Il magnesio aiuta a migliorare la fioritura, intensifica il colore verde e può persino aiutare le piante a crescere più rigogliose. Il suo contenuto è pari allo 0,2% della sostanza secca della pianta; in alcune piante la concentrazione di magnesio nei tessuti è paragonabile a quella del fosforo, il principale nutriente.

• Il magnesio è uno dei componenti del clorofilla. Inoltre, attiva l'azione di molti enzimi. Alcune fonti classificano il magnesio come un elemento mobile (da una parte all'altra della pianta), quindi i sintomi di carenza di magnesio si osservano principalmente nelle foglie vecchie. Tuttavia, il contenuto di magnesio di per sé non è così importante quanto il rapporto Ca:Mg.

Secondo quanto riportato da molti acquariofili, tra cui Diana Walstadt, il rapporto Ca:Mg ottimale è 4:1, ma non inferiore a Ca (20-30) — (5-8). Ciononostante, i produttori possono utilizzare altri rapporti Ca:Mg nei loro fertilizzanti (non rimineralizzatori), fino a 1:1.

Tuttavia, un acquariofilo argentino, dopo aver condotto numerosi esperimenti con fertilizzanti e selezionato i parametri ottimali dell'acqua per acquari con piante, sostiene che il rapporto non dovrebbe essere 4:1, ma piuttosto 1:4.

Ho sperimentato personalmente un aumento del livello di magnesio nell'acqua, aggiungendone una quantità tale da renderlo 4 volte superiore al calcio, ma non ho notato differenze significative nei risultati. Forse, per riadattare l'acquario ai nuovi parametri del rapporto Ca:Mg è necessario molto più tempo di quello che ho dedicato io.

La clorosi internervale (intercellulare), a volte sotto forma di puntini, inizia sulle punte e sui bordi, poi si diffonde verso il centro, senza interessare la nervatura centrale della foglia. Con il tempo, i sintomi della carenza di magnesio si diffondono anche alle foglie giovani.

Altre fonti suggeriscono, al contrario, che i sintomi inizino sulle foglie giovani e medie. Le zone fogliari colpite da clorosi possono cambiare colore da giallo a marrone (o anche a viola e rosso).

In caso di grave carenza di magnesio possono verificarsi necrosi e caduta attiva delle foglie.

A volte la caduta delle foglie avviene senza sintomi preliminari.

Alcune fonti affermano che anche le foglie giovani possono piegarsi e ridursi di dimensioni.

La carenza di magnesio può essere causata da un'insufficiente somministrazione separata o da un alto livello di calcio, potassio o sodio. Al contrario, un eccesso di potassio o calcio blocca l'assorbimento del magnesio, causandone la carenza nelle piante.

Dalla mia esperienza personale: negli ultimi tre anni ho lavorato nella galleria di acquari @forms_of_life_moscow, dove ho utilizzato osmosi pura con TDS ~0 e fertilizzanti ADA, senza ulteriore rimineralizzazione dell'acqua di partenza. Non ho riscontrato i problemi descritti relativi alla carenza di calcio o magnesio, poiché questi fertilizzanti contengono sia calcio che magnesio. Quindi, utilizzando fertilizzanti il più possibile complessi (ADA, Tropica, Prodibio), non è necessario aggiungere calcio e magnesio, poiché molto probabilmente sono già presenti nella composizione.

Durezza carbonatica dKH

E ora qualche parola sul parametro più complesso dell'acqua: la durezza temporanea (durezza carbonatica).

Non mi dilungherò molto su questo parametro, poiché una sua descrizione approfondita richiederebbe un articolo a parte.

il dKh è il contenuto totale di ioni carbonato e idrocarbonato nell'acqua. E la dKh può essere definita durezza solo se si tratta di carbonato di calcio o carbonato di magnesio, cioè quando si aggiungono carbonati si aggiunge anche calcio o magnesio, che vengono rilasciati nell'acqua quando reagiscono con l'ambiente acido.

Il nome corretto di questo parametro è “alcalinità”. Questo parametro è anche chiamato buffer. Stranamente, non è correlato al pH dell'acqua, che indica se l'ambiente nell'acquario è alcalino o acido.

Alcalinità: la capacità dell'acqua di mantenere un pH stabile (evitando sbalzi di pH, motivo per cui il dKh è un parametro così importante). È importante tenerlo presente in caso di immissione intensiva di anidride carbonica.

La saturazione attiva con anidride carbonica può portare a un brusco calo del livello di pH (spostamento verso un ambiente acido), per evitare che ciò accada è necessario aggiungere un tampone carbonato dKh all'acqua osmotica. Più alto è il dKh, più stabile è il pH, ma maggiore è la quantità di anidride carbonica CO2 che deve essere aggiunta per spostarne il valore dello stesso valore (proprio per questo il dKh non deve essere alto).

Ho scritto sopra che è possibile rimineralizzare l'acqua con sali gH e kH, o solo gH. Come capire quale rimineralizzatore utilizzare?

Se usi il terriccio acquoso (tipo ADA Amazonia), esso contiene già un tampone, ma non alcalino sotto forma di carbonati, bensì acido sotto forma di acidi umici, grazie al quale il livello di pH diminuirà sempre e si manterrà a un valore di ~6,7 (il livello ottimale di pH in un acquario è 6,6-6,8) in un acquario con tale substrato.

Pertanto, negli acquari con substrato di tipo Soil non è necessario aggiungere un tampone, e quando si utilizzano fertilizzanti complessi contenenti calcio e magnesio non è necessario aggiungere gH.

È stato osservato che nelle acque naturali il livello di dKh di solito non supera il livello di dGh, ma gH può essere anche 1,5-2-3 volte superiore a dKh.

Comprendere gli indicatori di durezza e mineralizzazione dell'acqua può sembrare complicato, ma è fondamentale per capire le esigenze del vostro acquario o anche la vostra salute. Ora sapete che gH è la durezza totale, importante per i pesci e le piante, kH è la durezza carbonatica, che stabilizza il pH, e TDS indica la quantità totale di sostanze disciolte.

Non cercate di raggiungere valori “ideali” per tutti. L'importante è capire quali parametri sono necessari per i vostri specifici abitanti dell'acquario o corrispondono ai vostri obiettivi domestici. Misurazioni regolari vi aiuteranno a notare i cambiamenti in tempo e ad adottare le misure necessarie.

Speriamo che queste informazioni abbiano reso l'acqua un po' più “trasparente” per voi. Con queste conoscenze di base potrete prendervi cura del vostro acquario in modo consapevole, scegliere i filtri o semplicemente capire meglio cosa c'è scritto sulla bottiglia dell'acqua potabile. Buona fortuna con i vostri esperimenti e osservazioni!