Редокс-потенциал в аквариуме.
Многие аквариумисты, зачастую, и не догадываются о таком важном параметре как редокс-потенциал. А ведь он отвечает за многие биологические процессы, происходящие в вашем аквариуме, такие как способность усвоения того или иного вещества аквариумным растением или рыбкой, здоровье гидробионтов в целом, процессы влияющие на баланс в аквариуме и т.д.
Редокс-потенциалом называется окислительно-восстановительный потенциал какой либо жидкости (в нашем случае аквариумной воды) и измеряется в милливольтах (мВ).
Оксидация - процесс поглощения кислорода.
Редукция - процесс выделения кислорода, либо же поглощения водорода.
Думаю, из данного определения мало что понятного, поэтому давайте углубимся немного в теорию.
Итак, как следует из определения, в редокс-потенциале участвуют два вида химических реакций: окисление и восстановление.
Окисление (оксидант) это потеря потеря электрона атомом, молекулой или ионом. Например, при окислении углерода, мы получаем углекислый газ СО2 (а т.е, кислород, как окислитель, отдал свой электрон, в процессе окислительной реакции).
Восстановление - это присоединение электрона атомом, молекулой или ионом. Например, при восстановлении углерода мы получаем газ метан (СН4).
Как правило, диапазон измерения редокс-потенциала может варьироваться от -1000mV до +1000 (хотя, в настоящее время, карманные приборы имеют еще более широкие параметры измерения). Чем ниже значение , тем больше электронов, растворенных в воде и наоборот, чем выше значение, тем меньше электронов в воде. Считается, что вода с редокс-потенциалом свыше +400mV опасна для жизни. У воды с хорошим качеством, как правило, значение не превышает <+350mV. В то же время вода с показателями <+100mV считается благоприятной для восстановления ран. Окисленная вода со значениями от +700 до +800mV -это всем известная перекись водорода Н2О2, которую, зачастую, аквариумисты льют в аквариум, тем самым окисляя воду (не путать с кислотностью Рн!!!).
Что касается аквариумов, то для пресноводных следует поддерживать значения редокс-потенциала в пределах от +125 до -200mV. Для морских же от + 300 до -100mV.
Также, существует и другая шкала редокс-потенциала, которая имеет деления от 0 (чистый водород) до 42 (чистый кислород) и обозначается как rH. Для вычесления rH существует формула rН = (E/28,9) + 2 рН, где Е - редокс-потенциал в милливольтах, pH - кислотность воды.
Редокс-потенциал - величина очень непостоянная и изменчивая, и зависит от очень многих факторов, таких как кислотность, макро и микро элементы, углекислый газ СО2, кол-во растворенного кислорода и т.д. Чем выше количество веществ, способных окислится, по отношению к количеству веществ, способных восстановиться, тем выше редокс-потенциал. Свежезапущенный аквариум, как правило, имеет высокий редокс-потенциал, он полон кислорода и довольно пуст по отношению к гидробионтам, бактериям, продуктам жизнедеятельности и т.д. Со временем же, редокс-потенциал в аквариуме падает, процессы стабилизируются и в основном происходит восстановление, нежели окисление.
Чтобы узнать, приблизительно каков редокс-потенциал в вашем аквариуме, можно провести довольно простой тест: налейте стакан чистой воды, добавьте в нее метилен синий пока вода не станет ярко-синей. Далее, добавьте 1/2 чайной ложки любого кондиционера. Это будет контрольный цвет. Затем возьмите стакан воды из аквариума, добавьте столько же метилена синего, как и в контрольном стакане. Если же изменений цвета не произошло, то процессы окисления протекают довольно интенсивно. Если же вы заметили рассеивание цвета, значит редокс-потенциал вашего аквариума сбалансирован и в нем протекают восстановительные процессы. Но напоминаю, что это тест очень приблизительный и дает лишь общую картину происходящего в аквариуме. Но, кроме этого теста, есть и визуальные показатели, такие как растения. Например, при высоком rH , бурно развиваются сине-зеленые водоросли, а при немного меньшем - зеленые. Цветение апоногеттонов происходит при 30rH, а при 31 сбрасывают листья. При 28rh процветают криптокарины, в то время как другие растения погибают. Показатели стандартного голландского аквариума 28.3-28.5rH. При 29,0 - 30,0 нормально развиваются большинство аквариумных растений. При 32rH хорошо развивается Гетернатера.
Влияние редокс-потенциала на общее состояние аквариума.
Поддержание хорошего редокс-потенциала в аквариуме очень благоприятно сказывается как на флоре, так и на фауне вашего аквариума. Достигается это путем своевременных подмен воды, добавлением электролитов, добавлением кальция и магния, а также УФ-стерелизации (является окислителем и в то же время дает воде магнитный потенциал). Кстати, кальций и магний являются важнейшими восстановителями в аквариуме, и они очень быстро теряют свои электроны при контакте с клетками организма. Причем, тесты на кальций и магний могут показывать что эти вещества присутствуют в аквариуме в необходимом количестве, однако тесты не будут учитывать то, что эти элементы уже отдали свои электроны, и, в общем то, толку от них больше нет. Это как раз таки демонстрирует то, что не зная ничего об окислительно-восстановительных процессах, протекающих в аквариуме, мы не видим картину в целом. К тому же, регулярные подмены не всегда способны помочь: далеко не в каждой водопроводной воде достаточное количество антиоксидантов (восстановителей, кальция и магния). Как правило, аквариумная эко-система потребляет их в большем количестве, нежели этих веществ поступает вместе с подменами (а о простом доливе испарившейся воды и говорить не стоит, этого мало). Существует небольшая закономерность: чем ниже рН воды, тем выше значение редокс-потенциала, и наоборот, чем выше рН, тем ниже значение. Но это ни в коем случае не значит что если ваш рН=5 то в аквариуме преобладает процессы окисления. Считается, что донные фильтры ухудшают редокс-потенциал.
Теперь что касается азотного цикла в аквариуме в связке с редокс-потенциалом. Высокое загрязнение органическими веществами (рыбий кал, корм, мертвые части растений) приводит к снижению редокс-потенциала, что требует дополнительного внесения оксидантов. К тому же, положительно влияет и дополнительное внесение полезных минералов. В процессе нитрификации происходит окисление углерода до двуокиси, а значит, при высоком загрязнении происходит высокое окисление кальция и магния, которые, в свою очередь, требуют восполнения. Иными словами, чем грязнее вода в аквариуме, тем большее кол-во кальция и магния окисляется, что приводит их в негодность. В процессе денитрофикации происходит восстановление углерода водородом до метана. Как правило, процесс нитрификации всегда опережает процесс денитрификации, а значит для поддержания экосистемы требуются подмены воды, либо же внесение минералов, либо УФ-стерилизация.
Влияние редокс-потенциала на гидробионтов.
Значение редокс-потенциало очень важно для всех живых организмов. Для всех гидробионтов очень важны восстановительные реакции, а значит и важно присутствие неокисленного кальция и магния. Считается, что окислительная среда очень негативно влияет на ткани рыб, вызывая разрушение ДНК. Однако, кратковременное нахождение рыб в окисленной среде (с высоким значением редокс-потенциала) благоприятно сказывается на здоровье рыб (а если быть точным, оказывает лечебное действие). В ходе различных исследований выяснилось, что использование правильно настроенной системы УФ-стерелизации благоприятно сказывается на здоровье рыбок. Доказано, что УФ-стерелизатор положительно влияет на магнитный заряд воды, что приносит еще большую пользу, нежели сама стерилизация (гибель микробов). УФ вкупе со своевременными подменами и регулярным добавлением минералов гарантировало здоровый иммунитет и жизнеспособность рыбок в целом.
