Скрытый текст. Для просмотра нужно зарегистрироваться
Жизнь в водной среде зависит не только от ее активной реакции (показатель рН), но и от окислительно-восстановительного потенциала, или редокс-потенциала.
Редокс-потенциал стимулирует или тормозит рост и развитие водных организмов. Говоря о растворенных в воде газах, мы имеем в виду молекулярный кислород, содержащий два атома этого газа (именно молекулярный кислород захватывается гемоглобином крови при дыхании животных, усваивается в процессе дыхания и выделяется в световой фазе фотосинтеза растениями), при изучении роли редокс-потенциала — атомарный кислород.
Слово редокс образовано от двух слов — редукция (восстановление) и оксидация .(окисление).
Редукцией будет процесс выделения кислорода или поглощения водорода, оксидацией — процесс поглощения кислорода. Во время окислительных или восстановительных реакций изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества: одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно,— восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними и есть Редокс-потенциал. При измерениях (в электрохимии) величина этой разности обозначается как Eh и выражается в милливольтах. Чем выше концентрация компонентов, способных к окислению, к концентрации компонентов, могущих восстанавливаться, тем выше показатель редокс-потенциала.
Такие вещества, как кислород и хлор, стремятся к принятию электронов и имеют высокий электрический потенциал, следовательно, окислителем может быть не только кислород, но и другие вещества (в частности, хлор), а вещества типа водорода, наоборот, охотно отдают электроны и имеют низкий электрический потенциал. Наибольшей окислительной способностью обладает кислород, а восстановительной — водород, но между ними располагаются и другие вещества, присутствующие в воде и менее интенсивно выполняющие роль либо окислителей, либо восстановителей.
Таким образом, в водной среде постоянно происходят как окислительные, так и восстановительные реакции, не видимые глазу аквариумиста. В процессы окисления сразу после оборудования комнатного водоема включаются неорганические вещества. Заселение аквариума растениями и рыбами, другими животными усиливает окислительные процессы. В них включаются погибшие части корней и листьев, выделения животных, массовое появление, а затем гибель бактерий, поэтому в только что устроенном аквариуме высокий редокс-потенциал. Затем из круга окисляемых веществ выпадают в основном неорганические вещества — их доля в окислении в дальнейшем будет незначительна.
Количество включаемых в процессы окисления органических веществ тоже стабилизируется (не отмирают поврежденные при посадке части растений, стабилизируется постоянное количество бактерий в грунте и фильтре), и редокс-потенциал снижается. Он может резко возрасти в результате экологической катастрофы, которую претерпевает среда обитания в аквариуме из-за неумелых действий любителя. К ним можно отнести резкую смену воды, слишком большую долю добавленной водопроводной воды, которая усиливает отмирание частей растений, вызывает массовую гибель бактерий. Резко повышает редокс-потенциал «цветение» воды. В целом показатель этого потенциала за годы существования аквариума имеет тенденцию к снижению — в старом аквариуме со «старой» водой и заиленным грунтом активнее протекают процессы восстановления. В биохимии, в отличие от электрохимии, величины редокс-потенциала выражаются не в милливольтах, а в условных единицах rH (reduktion Hydroqenii).
Существуют специальные таблицы перевода результатов, измеренных с помощью прибора в милливольтах, в условные единицы гН. Шкала условных единиц содержит 42 деления, 0 означает чистый водород, 42 — чистый кислород. Естественно, что вблизи этих показателей жизнь невозможна. В пресных водоемах зона, пригодная для жизни, лежит между 25 и 35 единицами. В аквариуме она меньше — между 26 и 32 единицами. Некоторые растения выдерживают несколько меньший показатель гН (например, для криптокорины — 25,6), самый высокий уровень выдерживает гетерантера — 32.
Отношения рН и гН тесно взаимосвязаны. Окислительные процессы понижают, показатель активной реакции воды (чем выше показатель гН, тем ниже рН), восстановительные — способствуют повышению рН. В свою очередь, показатель рН влияет на величину гН. Так, бурный процесс фотосинтеза изменяет величину гН в зарослях таких растений, как элодея и кабомба, способных при фотосинтезе добывать СО2 из бикарбонатов: в результате выделяется ион ОН~, подщелачивающий воду, и показатель гН снижается; при этом в других зонах аквариума он может оставаться неизменным.
Следует отметить также, что величина гН в верхних слоях воды обычно выше, в нижних ниже. Поскольку показатели рН колеблются в течение суток, изменяется и величина гН. Она зависит также и от температуры воды.
Показатели редокс-потенциала измеряют сложными приборами с платиновыми электродами, пока недоступными аквариумистам. При этом определяются давление газа, концентрация восстановленной формы водорода.
Как же получить представлений о величине редокс-потенциала, если определить ее практически нечем?
Своеобразными индикаторами, позволяющими косвенно судить о показателях редокс-потенциала, служат растения.
Разрастание сине-зеленых водорослей свидетельствует о высоком гН. Высокий, хотя и несколько ниже, показатель гН способствует бурному росту зеленых водорослей. Большинство аквариумных цветковых растений развивается при 29—30 гН. Апоногетоны обильно цветут при 30,2—30,6 гН, а уже при 31 сбрасывают листья. При этом же показателе редокс-потенциала заболевают и останавливают рост эхинодорусы, а выше 31 апоногетоны и эхинодорусы теряют корневища.
Криптокорины, наоборот, благоденствуют при гН 26—29, более высокий показатель ведет к их гибели, уже при 29 они перестают размножаться вегетативно. Редокс-потенциал, как было сказано выше, более низок в придонных слоях воды. У поверхности грунта он больше, чем в самом грунте, если песок в аквариуме сильно слежался. По существу, именно грунт является «кухней погоды», определяющей суммарный показатель редокс-потенциала в аквариуме: чем больше скапливается в грунте веществ, имеющих тенденцию к отдаче электронов, тем более снижается гН. Для здоровья аквариума, продления благополучия водной среды необходимо поддерживать в нем чистоту, периодически промывать грунт.
Вода с низким pH (кислая) в основном продемонстрирует высокий редокс-потенциал, в то время как вода с высоким pH (щелочная) покажет низкий редокс-потенциал.
Однако в природе (особенно это касается родниковой воды) кислотность отрицательных ионов и щелочность положительных ионов может сосуществовать параллельно.
По результатам исследований, проведенных в 2012 году в отношении «человеческого» редокса, содержание в нашем рационе 75% щелочных продуктов и 25% кислотных приводит к оптимальному редокс-балансу человеческого организма.
Эти данные можно смело экстраполировать на гидробионтов, так как физиология протекающих в наших организмах процессов достаточно схожа.
Это, конечно, может смутить некоторых людей, добавляющих в аквариумы большие количества всевозможных кислотных буферов и переживающих за «слишком высокую» общую жесткость.
Таким образом, очень важно поддерживать здоровый редокс-баланс с помощью контроля за уровнем растворенного в воде кислорода, УФ-стерилизации и уровня минерализации воды (например, по содержанию кальция и магния, обладающих положительным зарядом).
__________________________________________________________________
Дополнительные материалы нашего сайта:
Важные темы раздела "Общие вопросы аквариумистики".
Важные темы раздела "Аквариумное оборудование".
Важные темы раздела "Освещение аквариума".
Важные темы раздела "Аквариумные рыбки".
Важные темы раздела "Болезни обитателей аквариума".
Важные темы раздела "Корма и кормления".
Важные темы раздела "Дизайн и оформление аквариума".
Важные темы раздела "Беспозвоночные +".
Важные темы раздела "Водоросли и аквариумные растения".
Важные темы раздела "Морской аквариум".
Важные темы раздела "Очумелые ручки".
Важные темы раздела "Декоративные пруды".
Важные темы раздела "Общение и флуд".
