水槽を飼っている方や、アクアリウム趣味をお持ちの方は、gH、kH、TDS といった謎めいた略語を目にしたことがあるでしょう。一見、複雑な科学用語のように見えるかもしれませんが、実際には、水のさまざまな特性を測定する方法にすぎません。これらのパラメータを理解することは、魚や植物にとって健康的な環境を作るための鍵となります。
これらの指標は、水槽のバイタルサインのようなものだと考えてください。これらは、水がどれほど軟水か硬水か、急激な酸性度の変化にどれほど耐性があるか、そして水中にどれほどの物質が溶けているかを教えてくれます。これらの指標を無視することは、陸生動物にとっての栄養や気候を無視することと同じです。
この記事では、これらの各パラメータが何を意味するのか、なぜそれらが重要なのか、そしてそれらがどのように関連しているのかを、わかりやすい言葉で説明します。これらの値を測定する方法、そして水槽の生物にとって正常範囲を超えた場合にどうすればよいかについてもご紹介します。
水中のkN、gH、TS、TDS、TSSとは何ですか？
TS（総塩分量） = TDS+TSS — これは水に溶けているもののすべてです。粒度組成に応じて、以下のように分類できます。
TSS（浮遊物質量）
2ミクロンを超える粒子総量。魚やバクテリアの排泄物、腐った植物組織などがこれにあたります。これは機器では測定できない指標であり、「透明度・濁度」というパラメータで代用することができます。
水槽では、目視による検査以外はこのような検査は行われませんが、興味がある方のために、TSS 値の水質検査について簡単にご説明します。
特殊フィルターに水を流し込み、その後、脱イオン水（逆浸透膜フィルターの下から）でフィルターを洗浄します。これは、溶解塩分（TDS）の指標がTSSの測定値に影響を与えないようにするためです。その後、フィルターの重量増加を測定します。
自然水族館のギャラリーで働いていたとき、多くの人が水槽の水の透明度が非常に高いことに気づいていることに気づきました。これはまさに TSS のパラメータに関係するものです。
このパラメータは、小さな魚やエビを飼育する場合に重要だ。彼らは繊細なえらを持っていて、TSSの粒子で詰まって死んでしまうことがある。
TSSは調整可能：
- 強力な外部フィルター、合成繊維の充填材を使用した内部フィルターによる機械的なろ過。
- 化学的に、濁った水用の特別な調整剤を使って、水底に沈殿する大きな粒子を取り除く。その後、それらを水底から吸い取る必要がある。
浮遊粒子が大量にあるのは、魚に餌を与えすぎている、水槽の過密状態（魚の排泄物や、その結果として発生するバクテリアが多い）、植物の葉の枯死（つまり、水槽に何か問題がある）、または水槽のろ過が不十分であることが原因である可能性があります。
アクアスケーピングの観点からは、浮遊粒子が多すぎると葉に藻が発生しやすくなります。これらの粒子は植物の葉に沈着し、藻の成長場所（基質）となるからです。
多くの人に愛されているコケは、葉や茎にTSSが大量に付着することで完全に枯れてしまうこともあります。
このことから、プロのアクアリウムでは、大量の魚（特に大型魚）と大量のコケが同時に見られることはほとんどありません。
水槽のろ過能力は、ろ過材（メディア）の量だけでなく、フィルターからの水流の強度でも評価されます。したがって、浮遊粒子が大量に存在することは、水槽内の水流が不十分であることを示している可能性があります。この点にも注意してください。例えば、フィルターを適時に洗浄し、充填材を交換してください。
- 水槽の藻類が大量に繁殖している場合は、水流ポンプを設置するのが良い解決策かもしれません。このポンプは充填材を使用せず、水槽内に追加の水流を作り出すだけです。
- また、水中の溶解物質が多いほど、水の透明度は低下し、水への光の透過に大きな影響を与えます。これは植物の光合成プロセスと直接的な関係があります。
TSSについては以上です。
TDS（溶解塩分濃度）
gH + kH + 硝酸塩 + 亜硝酸塩 + 塩化物 + 塩素 + 硫酸塩 + リン酸塩 + アンモニウム + 炭酸塩 + 重炭酸塩 + その他の化合物（肥料、水質調整剤、魚用医薬品）。
水中の化学添加物の溶解量を示す、機器で測定可能な水質パラメータ。
例えば、このフィルターを使用すると、水の硬度や軟度（ただし、この分析には最適なパラメータではありません）、水中に添加した肥料が植物にどれだけ吸収されているかを把握することができます。
溶解塩の量によって、以下のカテゴリーに分類されます。
- 1500 Mg/l (ppm) 未満 — 淡水
- 1500-5000 mg/l (ppm) — 塩分を含む水
- 1500 Mg/l (ppm) 以上 — 海水
TDS値が特に高い場合は、水質が低いことを示している可能性があります。
- TSS の場合、高品質のフィルターを設置するだけで、水中の浮遊粒子が大幅に減少するか、あるいは完全に除去されることがよくあります。
- TDSの場合、機械的なろ過は効果がない。ここでは、水槽の化学的なろ過成分だけが助けになる。
TDS を知る必要性と適用分野
まず第一に、そしておそらく最も重要なのは、原水の化学的純度です。ほとんどすべてのプロのアクアスケーパーは、水槽を作るために逆浸透フィルターを使用しています。
これらは、ご自宅やアパートの水道本管に設置する特殊なフィルターで、通常の家庭用フィルターと似ていますが、その水を飲用することはできず、特殊な目的、その一つがまさに水草水槽のために使用されるという点が異なります。
逆浸透フィルターは、水道水をほぼ蒸留水に近い状態まで浄化します。
水の浄化度は、まさに TDS パラメータによって制御されます。
逆浸透フィルターは、プレフィルター（機械的浄化フィルターとカーボンフィルター）と、逆浸透フィルターの主要要素である膜で構成されています。
プレフィルターは、膜を保護し、その寿命を延ばす役割を果たします。
水道水のTDSが約300の場合、カーボンフィルターカートリッジは1週間で、機械式浄化カートリッジは2週間で消耗しますが、膜の状態はTDSによってのみ評価できます。
新しいフィルターは、TDS値が約300から約4まで水を浄化します。フィルター後の水のTDS値（通常、膜の出口で測定）が、新しいフィルターを使用しても上昇し始めたら、膜を新しいものと交換する時期が近づいていることを意味します。
通常、膜の後には、脱イオン樹脂フィルターが設置されます。これは、膜の後で残留 TDS を 3～4 ppm から 0 ppm まで「仕上げ」ます。
私は、植物水槽にはまさにこのような水（0 ppm）を使用することをお勧めします。なぜなら、浸透後に TDS をゼロ以外の値にしておくと、この水に残っているものがわからないからです。TDS はさまざまな成分で構成されていることを、先ほどご説明しました。
イオン交換樹脂の状態も、TDS によって制御されます。したがって、逆浸透膜処理後の水を使用する場合、TDS によって二重の制御が行われます。
膜フィルターとイオン交換樹脂の後。
SpectraPure社は、TDSを頻繁に測定する必要性を考慮し、自社のフィルターに電子式TDSメーターを内蔵しています。同社のフィルターの中には、2つ搭載されているものもあります。
水の硬度と緩衝特性は、単なる理解しにくい数字の羅列ではなく、水の味、家電製品の動作、さらには健康にも影響を与える重要な特性です。gH、kH、TDSとは、水中に溶解している塩分の量、酸性度変化に対する耐性、および水中に含まれる物質の種類を指します。これを理解するのはそれほど難しくはありません。gHは総合硬度、kHは水の酸性化に対する耐性、TDSは溶解物質の総量を表します。これらのパラメータを理解することで、適切なフィルターを選択し、やかんを水垢から保護し、より快適な水を飲むことができるようになります。
水草水槽には、どのTDSの水を使用するのが最適ですか？
これは、水槽で使用する肥料や、飼育する魚や植物によって異なります。
例えば、タンガニーカ湖の魚は自然界ではTDSが約400 ppmの水で生きていて、アマゾン川の魚（例えば、みんながよく知ってるネオンテトラ、Paracheirodon axelrodi）はTDSが0に近い水で生きてるんだ。このように、TDS（ここでは水の硬度 gH と同等とみなすことができます。その詳細については後述します）は、水槽の将来の住人を決定する要因のひとつです。
逆浸透膜フィルターは、H20分子のみを残して水を最大限に浄化するため、植物にとって有益な成分も水から除去されてしまいます。したがって、最も幅広いマクロおよびミクロ要素（濃度ではなく範囲）を含む肥料の添加について検討する必要があります。
ここでは、2つの大きな肥料のカテゴリーを区別することができます：純粋な逆浸透膜での使用に適しているものと、適していないものです。
浸透圧には、以下の会社の肥料がぴったりです。
その他の肥料については、「試してみる必要がある」と注記しています。
私は、お客様に対して「わからない、試してみる必要がある」と率直に伝えることを躊躇したことはありません。なぜなら、アクアリウムは厳格なルールのない趣味であり、すべてのアドバイスはあくまで推奨事項に過ぎないからです。
他社製の肥料は、TDSが約100 ppmの水と一緒に使うことをお勧めします。
必要なTDSの水をどうやって作る？
- GH+kHリミネラライザーで水を復元する
- または、浸透圧水を水道水と混ぜて使うのもいいでしょう。
多くの人は、その安価さから後者の方法を採用しています。よりシンプルな肥料（逆浸透では使用されないもの）を購入でき、再石灰化剤を購入する必要がないからです。
私は最初の方法をお勧めします。この方法では、原水のパラメータを完全に制御することができます。
あなたの水槽には、どの TDS が必要でしょうか？
水槽の住人のリストを作成してください：
それぞれの生物にとって最適な TDS パラメータ（自然界での値、この情報を探すにはかなりの時間がかかるかもしれません）を確認し、平均値を選択してください。選択した生物群のうち、いくつかは諦める必要があるかもしれません。
エビを飼育する予定がある場合は、特に準備する水のTDS値に注意してください。エビの飼育におけるTDSの最低値は約100です。もちろん、水槽内の塩分濃度がより低い水でもエビの飼育に成功している例はありますが、それは例外であり、通常ではありません。
TDS は機器で測定できる水のパラメータであるため、電子 TDS メーターを使用して、水槽内のこのパラメータを測定することができます（また、例えば、水道水や家庭用フィルター後の水を測定する場合にも、TDS 値の高い水は人間にも有害です）。
理想的には、週の初めと終わり（水換え前）に、水槽内のこのパラメータの値が同じであることです。これは、肥料が完全に消費され、水槽内に蓄積されていないことを意味し、つまり藻類が成長する可能性は最小限であるということです。
魚の体は水分を含み、水中に生息しています。魚の細胞はこれら2つの水分を分離していますが、半透膜となっています。濃度が高い（密度が高い）水は、濃度が低い（密度が低い）水へと移動し、両者が均等になるまでこの現象が続きます。
魚がこの自然な流れを何らかの方法で制御できなければ、急速に脱水症状に陥るか、あるいは爆発してしまうでしょう。しかし、魚は浸透圧調節という複雑な一連の化学的プロセスによってこれを制御することができます。
腎臓は主に余分な水分を排出する働きをしますが、もう一つの機能は、必須の塩分を保持し再吸収することです。この2つのプロセスは、塩分と水分の特定のバランスを維持するために働いています。
したがって、 浸透圧が高い（魚の生息域外での TDS レベルの上昇による）と、魚は過剰な水分で満たされ、腎臓に負担がかかります。一方、浸透圧が低い（魚の生息域の TDS レベルよりも低い）と、魚は水分を失い、脱水症状に陥ります。
TDS は、浸透圧によって魚に水が浸透する速度にも影響を与えます。「純粋な」水は魚の細胞を非常に速く通過しますが、ある程度の TDS を含む水はよりゆっくりと移動します。魚は腎臓を使ってこの水を排出します。
硬水に生息する魚の腎臓は、あまり働きすぎる必要はありません。軟水に生息する魚は、毒素を排出するために素早く吸収する水の中で生きるように作られています。
小さなテトラは、毎日自分の体重の3倍以上の尿を排出します。
しかし、TDSが高いほど、魚にとってはそれが難しくなるため、毒素が体内に長く留まることになります。
彼らの生理機能に影響を与え、ストレスを引き起こし、これは必然的に、種類や自然の生息域のTDSと水槽のTDSの差に応じて、寿命の短縮につながります。
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TDSとgH（総硬度）の関係
ご存知のように、TDSにはさまざまな塩類が含まれており、この指標だけを測定しても、私たちの水がどのようなものかを理解するには十分な情報ではありません。そのため、TDSに含まれる指標を（もちろん、必要に応じて）それぞれ個別に測定すると便利です。
gHはTDSの主要成分の一つであり、カルシウムとマグネシウムの塩の総称です。通常、これらは硫酸塩と塩化物として存在します。これは、浸透圧水のリミネラライザーを使用する際に重要です。塩が硫酸塩として存在していることに注意してください。
硬水か軟水かと言う場合、gH値を指します。したがって、再石灰化剤の塩分のみを含む水（例えば、作りたての水）の硬度は、滴定試験ではなくTDSメーターで測定することができます。
植物水槽におけるカルシウムとマグネシウムの役割
カルシウムは、水草水槽にとって最も重要な元素の一つであり、水生植物の代謝において非常に重要な役割を果たしています。カルシウムは酵素を活性化し、細胞壁の構造要素であり、細胞内の水分の移動に影響を与え、細胞の成長と分裂に不可欠な元素です。
カルシウム欠乏は、茎や根の成長の遅延につながります。
症状は、歪んだ、曲がった若い葉から、葉の黒い斑点、葉の縁の黄変まで様々です。
カルシウムは新しい葉には再分配されないため、欠乏症状は通常、まず新しい葉に現れますが、必ずしもそうとは限りません。葉の淡い斑点や全体的な白化（黄変）も、カルシウム不足の兆候である可能性があります。
カルシウム欠乏は根の機能障害を引き起こし、鉄中毒の原因となる可能性があります。
- マグネシウムも、水草水槽の主要栄養素の一つです。マグネシウムは開花を促進し、緑色を濃くし、水草の成長をより密にすることさえあります。その含有量は植物の乾燥重量の 0.2% で、一部の植物では、組織中のマグネシウム濃度は主要栄養素であるリンの濃度と同等です。
- マグネシウムはクロロフィルの構成要素の一つです。さらに、多くの酵素の作用を活性化します。一部の情報源では、マグネシウムは可動性元素（植物の部位間を移動する）に分類されているため、マグネシウム欠乏の症状はまず古い葉に現れます。とはいえ、マグネシウムの含有量自体は、Ca:Mgの比率ほど重要ではありません。
ダイアナ・ヴァルシュタットを含む多くのアクアリウム愛好家によると、Ca:Mg の最適な比率は 4:1 ですが、Ca (20-30) — (5-8) 以上である必要があります。それにもかかわらず、メーカーは、肥料（再鉱化剤ではない）において、1：1に至るまで、他のCa：Mgの比率を使用することができます。
しかし、アルゼンチンのあるアクアリウム愛好家は、肥料や水草水槽の最適な水質パラメータについて多くの実験を行った結果、この比率は4:1ではなく、逆に1:4であるべきだと主張しています。
私は個人的に、水中のマグネシウム濃度をカルシウムの4倍になるよう過剰に添加する実験を行いましたが、結果に顕著な違いは見られませんでした。おそらく、水槽を新しいCa:Mg比率に再構築するには、私が試したよりもはるかに長い時間が必要なのでしょう。
葉脈間（細胞間）のクロロシス（黄化）は、時には点状で、先端や縁から始まり、葉脈の中央には影響を与えずに中心部に向かって広がります。時間の経過とともに、マグネシウム欠乏の症状は若い葉にも広がります。
一方、他の情報源では、症状は若い葉や中程度の葉から現れ始めるとしています。クロロシス（葉緑素欠乏症）の影響を受けた葉の部分は、黄色から茶色（あるいは紫や赤）に色が変わることがあります。
深刻なマグネシウム欠乏の場合、壊死や活発な落葉が起こることがあります。
時には、事前の症状なしに落葉が起こることもあります。
若い葉も湾曲し、そのサイズが縮小する可能性があるとする情報源もあります。
マグネシウムの不足は、マグネシウムの単独添加が不十分であること、あるいはカルシウム、カリウム、ナトリウムの濃度が高いことが原因である可能性があります。逆に、カリウムやカルシウムが過剰になると、マグネシウムの吸収が阻害され、植物にマグネシウム欠乏症を引き起こします。
個人的な経験から： 過去3年間、私は水族館ギャラリー @forms_of_life_moscow で働いており、そこでTDS ~0の純粋な逆浸透水とADAの肥料を使用し、原水の追加再石灰化は行っていませんでした。カルシウムやマグネシウムの不足に関する問題については、これらの肥料にはカルシウムとマグネシウムが含まれているため、私は観察しませんでした。したがって、最も包括的な肥料（ADA、Tropica、Prodibio）を使用すれば、カルシウムとマグネシウムを追加する必要はなく、おそらくそれらはすでに組成に含まれているでしょう。
炭酸塩硬度 dKH
それでは、水中の最も複雑なパラメータである一時硬度（炭酸硬度）について少し説明します。
ここではこのパラメータについて詳しく説明しません。その詳細な説明は、別の記事で取り上げる予定です。
dKh — 水中の炭酸イオンおよび重炭酸イオンの総含有量。dKh は、カルシウム炭酸塩またはマグネシウム炭酸塩の場合にのみ硬度と呼ぶことができます。つまり、炭酸塩を添加すると、酸性環境と反応して水中に放出されるカルシウムまたはマグネシウムがさらに添加されることになります。
このパラメータは「アルカリ度」と呼ぶのが正しいです。また、このパラメータは緩衝剤とも呼ばれます。奇妙なことに、これは水中のpHとは関係がなく、水槽内の環境がアルカリ性か酸性かを示すものではありません。
アルカリ度とは、水が安定したpHを維持する能力（pHの急激な変化を防ぐ能力）のことです。そのため、dKhは非常に重要なパラメータとなります。これは、二酸化炭素を大量に供給する場合に考慮すべき重要な事項です。
二酸化炭素の活性飽和は、pH レベルの急激な低下（酸性へのシフト）を引き起こす可能性があるため、これを防ぐために、浸透水には炭酸塩緩衝剤 dKh を添加する必要がある。dKhが高いほどpHは安定しますが、その値を同じ量だけシフトさせるには、より多くの二酸化炭素CO2を供給する必要があります（そのため、dKhは高くならないようにする必要があります）。
上記で、水を再石灰化するにはgHとkHの塩、あるいはgHのみを使用できると述べました。どの再石灰化剤を使用すべきか、どのように判断すればよいでしょうか？
アクアソイル（ADA Amazoniaなど）を使用している場合、 、その土にはすでに緩衝剤が含まれていますが、炭酸塩のアルカリ性ではなく、フミン酸の酸性です。そのため、この土を使用した水槽では、pH値は常に低下し、約6.7（水槽の最適なpH値は6.6～6.8）に維持されます。
例えば、Soilタイプの底床を使用する水槽では、追加で緩衝剤を添加する必要はありません。また、カルシウムとマグネシウムを含む複合肥料を使用する場合も、gHを追加する必要はありません。
自然水では、dKh レベルは通常 dGh レベルを超えないことが確認されていますが、gH は dKh の 1.5～2～3 倍になる場合もあります。
水の硬度やミネラル含有量の指標を理解するのは難しいと思われるかもしれませんが、それはあなたの水槽のニーズ、さらにはあなた自身の健康を理解するための鍵となります。gH は魚や植物にとって重要な総合硬度、kH は pH を安定させる炭酸塩硬度、TDS は溶解物質の総量であることをご理解いただけたと思います。
誰にとっても「理想的な」数値を目指すべきではありません。重要なのは、あなたの水槽の住人に必要なパラメータ、あるいはあなたの生活上の目的に合ったパラメータを理解することです。定期的な測定は、変化に気づき、対策を講じるのに役立ちます。
この情報で、水について少し「透明」になったと思うよ。この基本知識があれば、水槽の手入れやフィルターの選択を賢く行ったり、飲料水のボトルに書かれている内容をよりよく理解したりできるはず。実験や観察、頑張ってね！
