Voda je odlično topilo in ravno zaradi te njene lastnosti v naravi popolnoma čiste vode ni. V njej so vedno prisotne raztopljene različne snovi. Vrsta in količina raztopljenih snovi je odvisna predvsem od področja kjer voda izvira ter od kemizma podlage preko in skozi katero voda teče, preden priteče na plano.
Preko 95% vseh raztopljenih snovi predstavlja osem ionov; štirje negativni: klorid (Cl-), sulfat (SO4--), karbonat (CO3--) in bikarbonat (HCO3-) ter štirje pozitivni ioni: kalcij (Ca++), magnezij (Mg++), natrij (Na+) in kalij (K+). Ostali elementi so prisotni le v sledeh. Med njimi so: fosfati, nitrati in silikati (negativni ioni) ter jod, baker, cink, kot tudi ostali kovinski (pozitivni) ioni.
Primerno razmerje vseh teh snovi je osnovnega pomena za zdravo življenje v vodi. Relativne koncentracije teh ionov pa podajajo dve pomembni lastnosti vode: trdoto in slanost. V tem članku se bomo posvetili le trdoti.

Trdota

O trdoti govorimo pri analizi vode, vendar pa se trdota ukvarja le z delom vseh raztopljenih snovi. Je merilo količine določenih kovinskih ionov prisotnih v vodi, predvsem kalcija in magnezija. Od obeh je kalcij daleč najvplivnejši, saj njegova koncentracija tri do desetkrat presega koncentracijo magnezija. V mnogo manjšem merilu na trdoto vplivajo tudi barij, stroncij, železo, baker, cink in še nekateri kovinski ioni. Ti ioni so prisotni predvsem v treh glavnih oblikah: hidroksidih, karbonatih in bikarbonatih. Obstajajo pa tudi sulfatih, kloridih, silikatih, fosfatih in boratih, a v zelo majhnih količinah.

Skupna trdota (oznaka GH) oz. celotna trdota vode označuje celotno vsebnost vseh teh kombinacij soli in jo lahko razdelimo na začasno, ki se izloči pri prekuhavanju, in trajno (permanentno), ki ostane v vodi tudi po prekuhavanju. Začasna trdota, ki ji rečemo tudi karbonatna trdota (oznaka KH), običajno tvori večji del skupne trdote. Določene kalcijeve in magnezijeve soli povečujejo alkalnost vode, kot tudi k trdoto vode. Alkalnost in začasna trdota vode imata precej kompleksno razmerje, a poenostavljeno rečeno alkalnost odraža začasno trdoto vode. To je predvsem zato, ker začasno trdoto sestavljajo predvsem bikarbonatni ioni, ki so odgovorni tudi za alkalnost vode. Stalno trdoto sestavljajo predvsem karbonatne, kloridne in sulfatne soli.

Merjenje trdote vode

mg/l CaCO3   °dH  Smatramo kot

0-50 0-3 Mehka 50-100 3-6 Srednje mehka 100-200 6-12 Rahlo trda 200-300 12-18 Srednje trda 300-450 18-25 Trda preko 450 nad 25 Zelo trda

Trdoto vode lahko merimo na nekaj različnih načinov. Najpogostejši način je kemijska titracijska metoda, ki je dodajanje dveh kemikalij v vzorec, dokler ne pride do definirane spremembe barve. Različne titraže uporabimo za merjenje skupne in začasne trdote. Skupno trdoto lahko merimo tudi z milnim reagentom; ta postopek temelji na dejstvu, da se milo peni močneje v mehki vodi kot v trdi. Tako dodajamo večjo količino milnega reagenta v trdo vodo preden se ustvari trajna pena.
Merjenje električne prevodnosti vode tudi posreduje indikacijo o trdoti vode, saj voda z mnogo ioni bolje prevaja električni tok. Tako z uporabo elektronskega inštrumenta merimo prevodnost vode z elektrodo potopljeno v vzorec vode. Odčitek na inštrumentu je izražen v mikro Siemensih. Ta metoda je sicer res zelo hitra, žal pa ne loči med trajno in začasno trdoto (meri skupno), poleg tega pa je inštrument relativno drag.
Trdoto lahko izražamo z različnimi merili, čeprav se v strokovni literaturi uporablja standardizirana enota, ki je izražena v miligramih kalcijevega karbonata na liter (mg/l CaCO3). Za lažje pretvorbe v nadaljevanju podajamo konverijsko tabelo.

Enota Izvor Ekvivalent mg/l CaCO3 Faktor

°trdote ZDA 1 mg/l CaCO3 1 °Clark VB 14.3 mg/l CaCO3 14.3 °dH Nemčija 17.9 mg/l CaCO3 17.9 °fH Francija 20 mg/l CaCO3 20

Kako trdota vpliva na ribe

Trdota vode vpliva na ribe v smislu osmoregulacije. Ker ima trda voda več raztopljenih soli kot mehka, je osmotska razlika med ribjim internim okoljem in obdajajočo vodo manjša. Zato v trdi vodi osmoregulacijski sistem nima tako velikega dela pri nadomeščanju izgubljenih ionov iz krvi. (Prisotnost kalcija v vodi tudi zmanjša prepustnost celične membrane in s tem izgubo ionov iz celice ter dotok vode v celico.) Obratno morajo imeti ribe v mehki vodi učinkovitejši osmoregulacijski sistem in potrebujejo več napora, da vzdržujejo notranje razmerje soli in vode.
Trdota vode vpliva tudi na količino (regulacijo) kalcija v krvi, ki pa je odvisna tudi od prehrane. Trdovodne ribe se spopadajo z viški kalcija v krvi z učinkovitim sistemom izločanja kalcija, ki ga uravnava hormon kalcitonin. Sladkovodne ribe morajo, nasprotno, pridobiti večje količine kalcija iz hrane in kot rezervoar uporabljajo kosti, da vzdržujejo količino kalcija v krvi konstantno.
Sladkovodne ribe so se prilagodile mnogim raličnim trdotam vode, od mehkih kislih voda porečja Amazonke, kjer je trdota v povprečju manjša od 50 mg/l CaCO3 (3°dH), do trdih alkalnih voda afriških jezer, kjer se trdota povzpne preko 330 mg/l CaCO3 (18.5°dH). Znotraj vsakega od teh okolij so ribe razvile ustrezne fiziološke funkcije za spopad z dokaj ozkim razponom trdote in s tem osmotskega pritiska. Spreminjanje trdote zunaj teh meja ali sestave ionov, ki sestavljajo trdoto, privede do izjemnega osmotskega stresa in ostalih fizioloških okvar. Kot primer, če bikarbonatni ioni (HCO3-) presežejo običajne meje, odpove izločanje bikarbonatov skozi škrge, kar privede do alkalnosti krvi in s tem do simptomov alkaloze. Visoki nivoji bikarbonatov privedejo tudi do nepravilnega delovanja ledvic, kar povzroči nalaganje kalcija v ledvičnih cevkah. Tudi ribje ikre se ne razvijajo pravilno v trdi vodi, preprosto ne "otrdijo". To se morda sliši kontradiktorno, a trdenje ikrne ovojnice temelji na jemanju vode iz okolice; trda voda v okolici zniža osmotski gradient med notranjostjo ikre in zunanjo vodo in s tem dotok vode v ikro.
Različne vrste rib imajo različno "odpornost" na spremembe trdote vode, odvisno od njihove sposobnosti spreminjanja osmoregulacijskega procesa v odvisnosti od osmotske zahteve. Večino rib lahko postopoma privadimo na nenormalne trdote vode, a v splošnem bodo tako pod velikim stresom in ne bodo dosegle svojih optimalnih vrednosti (velikost, barva, razmnoževanje, odpornost proti boleznim).
Trdota vode ima tudi močan vpliv na toksičnost določenih mineralov in pesticidov. V splošnem velja, da trda voda oz. visoki nivoji kalcija znižujejo toksičnost teh substanc. Vendar pa so tudi tu izjeme in med njimi je najpomembnejši amonijak, ki je mnogo bolj strupen v trdi vodi (zaradi višjega pH).

Zagotavljanje prave trdote

Zdaj nam je že jasno, da se izplača, da ribam zagotovimo vodo prave trdote, kot so jo navajene njihove vrstnice v naravi in kateri so ribe genetsko prilagojene. Zaželjene trdote za posamene ribje vrste najdemo v mnogih knjigah. Uporabite te informacije, ko se odločate o nakupu rib za svoj akvarij. Če ste se odločili za skupinski akvarij, bodite prepričani, da izberete ribe in ostale živali, ki si delijo podobne zahteve glede kemične sestave vode, predvsem seveda trdote in pH. Ti dve vrednost pa sta nenazanje povezani. Mešan akvarij z mehkovodnimi tetrami ali pritlikavimi ostrižniki in trdovodnimi gupiji ali mečki je kompromisna rešitev, ki slej ko prej privede do težav, saj enim ali drugim, lahko pa celo obojim, voda ne odgovarja, hkrati pa iz rib ne dobimo njihovih najboljši lastnosti.
Da bi zadostili potrebam posameznih vrst rib, je pogosto potrebno spreminjati trdoto vodovodne vode. Vnadaljevanju si bomo pogledali kako na enostaven način pripravimo vodo primerne trdote.

Trdenje vode

Večina vodovodne vode se zbira v zbiralnikih podzemne vode, ki pogosto teče po apnenčasti podlagi in je zato relativno trda; kjer pa imajo v vodovodu mehko vodo, je "trdenje" vode dokaj enostavno. Ta postopek enostavno vsebuje dodajanje kalcijevih soli dokler ne dosežemo želene trdote. Lahko pa za akvarijsko podlago, dekoracijo izberemo apnenčast pesek oz. kamenje ali ga dodamo v filter. Trdoto preverjamo z ustreznimi testi, da zagotavljamo ustreno trdoto.

Mehčanje vode

Priprava mehke vode ni tako enostavna. Zbiranje deževnice - ki je skoraj popolnoma čista in s tem mehka - je en način. Vendar pa dostopnost in onesnaženje atmosfere zahtevata večje zbiralnike z učinkovitim filtrirnim sistemom, ki zagotavlja primerno kvaliteto vode. Deževnici moramo dodajati nekaj vodovodne vode, saj v njej ni mikroelementov, ki so potrebni za življenje. Vendar pa to še vedno ni dovolj za pravilno ravnovesje elementov. Z uporabo enostavnega pravila, prikazanega na naslednji sliki, si lahko pomagamo pri izbiri ustreznih količin obeh voda za zagotavljanje ustrezne trdote. Vsekakor pa bodite pozorni, da vedno zagotovite vode enake kvalitete.

Prav tako obstaja kar nekaj ionskih izmenjevalcev uporabnih v akvaristiki in ti iz vode odstranjujejo trdoto. Normalni ionski izmenjevalci temeljijo na zamenjavi kalcijevih ionov za natrijeve, to pa ima za posledice povečanje koncentracije natrija, kar pa ni primerno za večino sladkovodnih rib. Dvostolpni izmenjevalci opravljajo popolno demineralizacijo vode in zamenjujejo pozitivne ione kalcija in magnezija (Ca++, Mg++) z vodikovimi ioni (H+), negativne ione bikarbonatov, sulfatov (HCO3-, SO4--) pa z hidroksidnimi ioni (OH-). Slabost te metode je v tem, da se včasih v vodo izločijo strupeni amini ter da je tako vodo potrebno ponovno mešati z vodovodno, da nadomestimo izgubljene mikroelemente.
Na razpolago so tudi delni deionizacijski sistemi, ki iz vode odstranjujejo le bikarbonatno (začasno) trdoto. Ker le ta običajno predstavlja večji del trdote, preostala trdota običajno ne preseže 50 mg/l CaCO3 (kar je ekvivalentno 3°dH). Ta metoda ima lastnost, da v vodi ohranja vse ostale mikroelemente, tako, da dodajanje vodovodne vode ni potrebno. Delna deionizacija deluje tako, ta izmenjuje pozitivno nabite ione vezane na bikarbonate (npr. kalcij) z vodikovimi ioni. Čeprav se v tem postopku prideluje ogljična kislina - ta pa seveda kisli vodo - se le ta hitro razbije na vodo in ogljikov dioksid (CO2), tega pa z močnim zračenjem izločimo iz vode.
Povratna osmoza tudi spada med načine pridobivanja mehke vode, vendar pa je relatino počasna in draga. Deluje na principu potiskanja trde vode skozi polprepustno membrano pod visokim tlakom (s tem se ustvari negativni osmotski gradient). Tudi šota je naravni ionski izmenjevalec in ima omejene mehčalne lastnosti, zato jo lahko uporabimo kot filtrirni material.

Za zaključek naj ponovim, da za akvarijsko podlago in dekoracijo uporabimo inertne materiale, ki ne puščajo elementov v vodo (se ne topijo), kadar želimo imeti mehkovodni akvarij. Ravno obratno pa v morskih in trdovodnih akvarijih (Malawi, Tanganjika,...) uporabimo apnenčast pesek in kamenje. Pred nakupom rib pa vedno preverimo kakšno vodo potrebujejo in ali smo jo sposobni zagotoviti, da se bodo ribe počutile najbolj "domače".

(vir: The manual of fish health, Andrews et al., Tetra Press)