Колодезная и скважинная вода для аквариума: газы, железо, жёсткость, анализы

Подземная вода из частных скважин зависит от места и сезона. Как растворённые CO2, H2S и азот, железо, марганец, жёсткость и нитраты влияют на рыб и как её проверять и дегазировать.

Почему состав скважинной воды непостоянен

Скважинная вода — это подземная вода, долго контактировавшая с почвой и породами, поэтому её химия отражает местную геологию, а не работу очистных сооружений. Южный региональный центр аквакультуры США (SRAC) отмечает, что подземная вода — основной источник для аквакультуры в его регионе, а её щёлочность и жёсткость напрямую определяются породами и почвами, через которые она прошла. Поскольку вода изолирована от атмосферы, в ней часто мало кислорода и могут присутствовать растворённые газы. SRAC подчёркивает, что параметры подземной воды меняются со временем, поэтому одного анализа недостаточно.

Частная скважина не контролируется так, как городской водопровод. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) возлагает ответственность за анализы на владельца и рекомендует проверять воду не реже раза в год на общие колиформные бактерии, нитраты, общую минерализацию и pH, а дополнительно — при известных местных проблемах с подземными водами, после ремонта скважины или при изменении вкуса, цвета или запаха воды.

Растворённые газы: CO2, H2S и азот

Углекислый газ: CO2 от дыхания растений и окисления органического углерода может накапливаться в подземной воде. Высокий CO2 снижает pH крови водных животных и уменьшает количество кислорода, которое переносит кровь, независимо от содержания кислорода в воде. При росте CO2 pH падает, при его удалении — растёт. SRAC считает оптимальной концентрацию ниже 15 мг/л.
Сероводород: H2S образуется, когда бактерии используют сульфаты в условиях крайне низкого содержания кислорода; разлагающаяся органика рядом с источником повышает его уровень. По SRAC, любое обнаружимое количество может навредить многим водным животным или убить их, целевое значение — ноль. У него запах тухлых яиц; расширенная служба Университета Джорджии указывает порог запаха около 0,5 ppm и отмечает, что он вызывает коррозию железа, стали, меди и латуни.
Азот: вода с глубины находится под повышенным давлением, удерживающим газы в растворе. Когда давление на поверхности падает, азот выходит из раствора и при слишком раннем контакте может образовывать пузырьки в теле рыб — газопузырьковая болезнь. SRAC рекомендует держать общее давление газов ниже 110 %.
Кислород: в подземной воде его часто мало; если обнаруживаются CO2 или H2S, кислород, вероятно, низкий, но он может быть низким и без них. SRAC приводит предпочтительный диапазон 4–8 мг/л (80–100 % насыщения).

Железо и марганец

Минералы железа и марганца легко растворяются в бедной кислородом подземной воде; расширенная служба Университета Джорджии называет это природным свойством водоносного горизонта, а не загрязнением. Растворённое (двухвалентное) железо бесцветно, но после подъёма воды и контакта с кислородом окисляется до трёхвалентного и оседает красно-бурым осадком, а марганец образует тёмные крупинки. Вторичные нормативы EPA — 0,30 мг/л для железа и 0,05 мг/л для марганца; железобактерии, образующие слизистые обрастания в трубах, могут появляться уже при 0,01 ppm. Для аквакультуры SRAC считает железо ниже 0,1 мг/л, скорее всего, безопасным; более высокие уровни увеличивают обслуживание, могут повредить оборудование и усугубить имеющиеся болезни животных. При высоком железе SRAC советует удалять его до дегазации и биофильтрации.

Жёсткость, щёлочность и pH

Жёсткость — это концентрация двухвалентных ионов, главным образом кальция и магния. Геологическая служба США (USGS) классифицирует воду как мягкую при 0–60 мг/л в пересчёте на CaCO3, умеренно жёсткую — 61–120, жёсткую — 121–180 и очень жёсткую — выше 180, и отмечает, что жёсткая вода распространена там, где водоносные горизонты богаты карбонатными породами. Щёлочность, в основном карбонаты и гидрокарбонаты, — это способность воды поглощать кислоту до падения pH. SRAC приводит общие для аквакультуры диапазоны: щёлочность 75–200 мг/л CaCO3 и pH 6–9 для большинства водных животных, оговаривая, что многим видам, особенно на нересте, нужна более мягкая или кислая вода. Поскольку CO2 снижает pH, проба, измеренная прямо из крана, может показать меньший pH, чем та же вода после аэрации.

Нитраты и другие загрязнители

USGS называет основными источниками нитратов в подземной воде удобрения и навоз на сельхозугодьях, сточные воды и поверхностный сток и отмечает, что загрязнение острее в неглубоких водоносных горизонтах. EPA относит к типичным загрязнителям скважин нитраты и нитриты из удобрений, септиков и отходов животноводства, а также микроорганизмы, тяжёлые металлы (медь, свинец, мышьяк, кадмий), органические вещества, включая пестициды и растворители, радионуклиды и фториды. SRAC добавляет, что подземная вода может изначально содержать аммиак, что даже низкий фоновый аммиак вызывает хронические проблемы в проточных системах и что медь и цинк токсичны для водных организмов. Высокая солёность или хлориды в пресной скважине могут указывать на проникновение морской воды или промышленных и сельскохозяйственных отходов.

Анализ и подготовка скважинной воды

Закажите лабораторный анализ в аккредитованной лаборатории или местной санитарной службе — как минимум по параметрам, рекомендованным EPA, плюс железо, марганец, жёсткость, щёлочность и медь.
Повторяйте анализы в разные сезоны, так как химия подземной воды меняется со временем.
Отстаивайте воду в отдельной ёмкости при интенсивной аэрации: разбрызгивание и контакт с воздухом удаляют H2S и CO2 и добавляют кислород. В аквакультуре используют насадочные дегазационные колонны, где вода стекает по наполнителю навстречу восходящему потоку воздуха.
Дайте окисленному железу и марганцу осесть или отфильтруйте их, затем повторно измерьте pH, жёсткость и аммиак в аэрированной воде.
Корректируйте жёсткость и щёлочность только после дегазации: кальций или магний повышают жёсткость, гидрокарбонат — щёлочность, а смешивание с умягчённой или осмосной водой снижает оба показателя (SRAC).