Переход второй: Физические свойства воды

Вода - физическое тело, следовательно аквариумисту надо уметь определять физические свойства воды, регулировать эти свойства. Ты ведь не забыл, читатель, что аквариум - прибор управляемый. Тогда начнем управлять им. Прежде всего нам надо определить цвет, прозрачность и запах воды.

Вода для аквариума должна быть прозрачной, бесцветной, без всякого запаха. Нальем воду из крана в белый эмалированный таз. Она бесцветна, прозрачна. А залах? Запах у нее обычно есть. В водопроводной сети воду очищают и дезинфицируют с помощью ряда газов, например хлора. Поэтому вода сразу из-под крана не годится для аквариума. Она должна постоять в широком открытом сосуде, при этом нельзя допускать, чтобы вода соприкасалась с ржавой поверхностью металла. Можно поэтому воду залить прямо в новый, предварительно вымытый аквариум - пусть отстаивается в нем.

Дня через три вода потеряет запах. Теперь она пригодна для жизни - можно уложить грунт в аквариуме, посадить растения, а затем заселить его животными.

В хорошо устроенных и засаженных растениями аквариумах вода вновь приобретает запах. Если отлить 1/5 часть воды из такого аквариума и наклониться над поверхностью оставшейся в нем воды, можно почувствовать свежий запах травы. Это лучший показатель хорошей отрегулированности прибора. Ничем другим вода в аквариуме пахнуть не должна.

В управляемом аквариуме меняется и цвет воды. Вновь заливаемая вода прозрачна. Когда в аквариуме появляются грунт и растения, начинаются процессы гниения, развиваются бактерии. Вода голубеет, а затем становится беловато-мутной, "белесой". Не надо волноваться. С грунтом в аквариум попали органические кусочки. Сломались и отпали корешки и листья только что посаженных растений. Все это гниет, поэтому рыб сажать еще рано. И лишь через неделю после устройства аквариума, когда оправятся от пересадки растения и закончатся процессы гниения в грунте, вода постепенно начнет становиться все прозрачнее и прозрачнее. Но еще несколько недель, а то и месяцев вода уже заселенного аквариума будет иметь голубоватый оттенок.

Но вот в аквариуме пышно развились растения, поселены рыбы.

Постепенно цвет воды опять становится иным. Растения выделяют в воду особые вещества, которые ученые называют метаболитами. Рыбы тоже меняют химические и физические свойства воды. Замечено, что дистиллированная вода сильно отличается по своим физическим свойствам от воды, измененной присутствием рыб. Природу этого изменения воды рыбами точно еще не знают. Но уже сейчас ясно, что такая вода благоприятно воздействует на рыб, предотвращает заболевания их. Ученые называют эту измененную воду fish conditioned water (вода, измененная рыбами), а аквариумисты говорят проще - "старая вода".

"Старую воду" легко отличить от "молодой". В аквариуме (если, конечно, нет роющих грунт рыб) она абсолютно прозрачна. Если в темной комнате осветить переднюю стенку аквариума, кажется, что рыбы висят в пустоте. Зато в белом эмалированном тазу "старая вода" покажется желтоватой.

"Старую воду" надо беречь. Она образуется не сразу. Но нельзя и совсем не менять воду в аквариуме. Что при этом получится, ты узнаешь позднее. А пока запомни, что биологические преимущества "старой воды" полностью сохраняются при смене 1/5 части ее раз в неделю*. И еще один совет. Редких рыб не следует сажать в аквариум со свежей водой. Лучше в него влить половину "старой воды" из другого водоема или, в крайнем случае, поместить более простых неприхотливых рыб в новый аквариум дней на десять. Они создадут, хотя бы частично, fish conditioned water, т. е. среду, в которую можно будет пересадить редких рыбок.

*(В крупных водоемах емкостью не менее 100 л можно менять 1/5 воды раз в 2 недели.)

Немалое значение для прозрачности воды имеет отсутствие в аквариуме мути, взвешенных в воде органических и неорганических частиц. В новом аквариуме может быть бактериальная муть. Об этом мы говорили. Она исчезнет со временем. Но может быть и более неприятное явление - муть от глины. В мелком песке, особенно в песке из карьеров, очень много примеси глины. Карьерный песок для аквариумов не годится, мелкий речной - очень трудно промывать. Лучшим считается песок, крупинки которого по размеру напоминают пшено. Такой тщательно промытый песок не следует класть на дно пустого аквариума, его надо всыпать, когда аквариум уже наполовину наполнен водой, тем самым мы сразу проверим качество промывки песка. Кроме того, мы опять сталкиваемся здесь с физическим явлением. Предположим, что температура грунта в аквариуме будет отличаться от температуры вливаемой затем воды хотя бы на 3 - 5 градусов. Ты догадываешься, что может произойти со стеклом в том месте, где грунт и вода по-разному нагреют или охладят его? Чтобы избежать лопания стекол, песок засыпают в уже частично залитый водой аквариум.

Таким образом, неорганическая муть в аквариуме должна быть исключена. Но рыбы и другие водные животные в процессе жизнедеятельности выделяют в воду аквариума массу органического вещества. Обычно эти частицы оседают на дно, но когда их набирается много, рыбы своим движением постоянно мутят воду. Значит, аквариумы надо постоянно чистить, маленькие - ежедневно, большие - раз в неделю. Здесь нам опять помогут физические свойства воды.

Возьмем в руки стеклянную трубку и закроем большим пальцем ее верхнее отверстие. Воздуху некуда будет деваться, если нижняя часть трубки будет вертикально опущена в воду. Подведем теперь нижнее отверстие трубки к кучке грязи и приоткроем верхнее. Воздух под давлением воды выйдет из трубки, а вода, устремившись внутрь, увлечет за собой и грязь. Теперь опять зажмем верхнее отверстие и вынем трубку из воды. Воздух не даст воде вылиться, пока мы не откроем верхнее отверстие.

Потренируйся с такой трубкой-грязечерпалкой. Диаметр ее должен быть внутри не более 6 мм. Трубку с водой держи в воздухе строго вертикально. Наверное ты быстро освоишь это нехитрое дело. Можно вместо трубки использовать и специальный грязечерпатель.

Но в большом и глубоком, заселенном многими рыбами водоеме ни трубка, ни грязечерпатель не помогут. Тут надо уже откачать часть воды и с нею грязь. И опять помощником нашим выступает физика.

Если в двух сообщающихся сосудах уровни воды неравны, то вода из того сосуда, где ее поверхность выше, устремится в другой, и уровни сравняются. Применим это свойство воды к нашему прибору-аквариуму. Наполним под краном водой метровый резиновый шланг. Зажмем оба конца шланга пальцами. Теперь один конец поместим в аквариум, а другой снаружи опустим ниже уровня воды в аквариуме. Сравните: верхний уровень - вода в аквариуме, нижний - вода в нижнем конце трубки. Если отпустить пальцы, вода устремиться из аквариума, чтобы сравнять эти уровни. Ты подставил под нижний конец шланга ведро? Тогда отпускай пальцы, включай "насос"!

Очистка аквариума с помощью сифона: а - всасывание воды ртом; б - всасывание воды в трубку с помощью груши

Сомикам коридорасам нужен каменистый грунт

На конец трубки, опускаемый в аквариум, надевают стеклянную11 трубку, воронку или особое приспособление, которое всасывает грязь, но препятствует проникновению в трубку рыб. Предварительно наполнять шланг водой можно не только под краном. Опытные аквариумисты всасывают воду в трубку ртом, при этом успевают вынуть конец трубки до того, как вода попадает в рот. Но это негигиенично. Поэтому сделаем приспособление с грушей, как показано на рисунке. Опустив верхний конец трубки-сифона в аквариум, нажимаем грушу и, вытолкнув из трубки воздух, закрываем пальцем нижний. Теперь в трубке воздуха меньше, чем ее объем, и пустое пространство заполнит вода. Отпустим палец - вода потечет вниз, сифон заработал.

Органическая муть удаляется из воды и другими путями. Частичная смена воды изменяет биохимические процессы окисления в аквариуме, и муть оседает. Свойством коагулировать, осаждать муть обладают многие рыбы и растения. Хорошо очищают и просветляют воду роголистник, корни цинеруса и плавающего растения эйхорнии. Рыбы, покрытые слизью, - косатки, сомы и другие - тоже способствуют осаждению мути. Но часть сомовых, наоборот, мутит воду, разыскивая в грунте пищу. Для таких рыб практичным грунтом послужит речная галька, которую им не так просто сдвинуть с места. А органические остатки будут проваливаться в щели. Конечно, придется периодически промывать грунт и фильтровать воду. Но о фильтрации воды мы еще будем говорить дальше.

Не меньшее значение для правильного управления аквариумом имеет знание и других свойств воды. Возьмем хотя бы уже известное нам давление воды. Вода давит не только на стенки аквариума, но и на любое тело, в том числе и на живой организм, находящийся в толще воды.

Рыбы и другие водные животные и растения прекрасно приспособлены к этому давлению. Ткани растений наполнены водой, вода снаружи давит на воду изнутри и они уравновешивают друг друга. У многих водных животных вода свободно циркулирует внутрь организма и опять наружу, тем самым они как бы не чувствуют давления воды. Ведь наше тело тоже испытывает определенное и немалое давление окружающего нас воздуха, но мы это давление не ощущаем.

Чем глубже от поверхности воды находится живой организм, тем большее давление он испытывает, тем большее внутреннее противодавление должен он иметь, иначе вода его раздавит. Соответственно своим жизненным потребностям водные организмы выбирают для обитания именно тот слой воды, который им нужен. Это регулирование плавучести достигается изменением плотности организма.

Ты, вероятно, знаешь, что плотность - это масса вещества, заключенная в единице объема. Если обозначить: плотность γ , массу Р, а объем V, то

Значит, чем больше объем, тем меньше плотность, тем большей плавучестью будет обладать организм (при неизменном весе).

Но живые организмы не только приспосабливаются к определенной глубине, иные из них могут менять и слои воды. Донные виды рыб - вьюны, бычки - в большинстве случаев не имеют органа, меняющего плотность тела и облегчающего всплытие. Посмотри, как всплывает бычок, как усиленно работают все его плавники. И неудивительно: если принять плотность воды за единицу, то плотность рыб будет чуть-чуть больше - от 1,01 до 1,09. Это значит, что рыбу всегда тянет ко дну.

Однако посмотри на большинство рыб - как они свободно держатся в толще воды. Это потому, что у них есть прибор, регулирующий их плотность. Это плавательный пузырь. У опускающейся в глубину рыбы излишний газ, который появляется под возрастающим давлением, выделяется в пузырь. Когда рыба поднимается к поверхности, наружное давление уменьшается, газ из пузыря удаляется. В море всплывающую стаю сельди можно обнаружить по идущим из глубины пузырькам.

- Так это в море, - скажешь ты. - Причем же тут аквариум?

А вот причем. У вылупившихся из икры эмбрионов рыб, которые первое время после выклева висят на листьях растений и стенках аквариума, плавательный пузырь еще без газа. Когда личинка рыбы начинает плавать, она первое время совершает движение в основном в вертикальной плоскости. Личинки стремятся к поверхности воды, чтобы захватить в рот пузырек воздуха. Этот пузырек попадает в пищевод рыбки, а потом через специальный проток - в плавательный пузырь. Теперь пузырь наполнен, и на пятый-восьмой день жизни у большинства аквариумных рыб проток из пищевода в плавательный пузырь зарастает. Он больше не нужен. Только первый пузырек воздуха должен проскочить через него. Дальнейшее наполнение пузыря газом будет осуществляться через его стенки, через кровь.

Теперь ты понял, для чего нам важно все это знать? А если столб воды, который нужно преодолеть мальку на пути к поверхности, слишком велик и у крошки не хватит сил? А если поверхность воды в аквариуме с мальками затянута пленкой слизи? В таком случае мальки не захватят живительного пузырька воздуха, не заработает их прибор, меняющий плотность. Рыбки камнем пойдут ко дну, а так как к донной жизни они не приспособлены, мальки быстро погибнут. Очень редко и лишь наиболее сильные рыбки выживают без наполнения плавательного пузыря газом. Но они - калеки, ползающие по дну, и их вид не радует взгляд аквариумиста.

Вот почему аквариумы для разведения рыб должны быть преимущественно плоские и широкие глубиной не более 10 - 20 см.

Надо особенно следить и за чистотой поверхности в таком аквариуме: пленку снимать чистыми листами бумаги, положенными на воду, закрывать аквариумы стеклом от пыли.

Огромное значение для жизни водных организмов имеет температура воды. Мы тоже не безразличны к температуре окружающей среды - воздуха. Когда температура воздуха минус 40°С, мы говорим: "мороз, холодно!", когда плюс 40°С, мы жалуемся: "жарко!" Но и в том, и в другом случае внутренняя температура тела здорового человека остается постоянной - плюс 36,6°С. Водные животные, с которыми мы имеем дело в аквариуме, являются в отличие от человека, млекопитающих и птиц не теплокровными, а пойкилотермными организмами*. Биохимические процессы и реакции протекают в их теле не так активно, как у нас. В результате температура их тела в лучшем случае на 1 - 2°С выше температуры среды. Отсюда становится ясным, как важно уметь регулировать температуру воды в аквариуме.

*(Пойкилотермными называются животные с низким энергетическим уровнем обмена веществ и непостоянной температурой тела, зависящей от температуры среды.)

Для определения температуры воды в аквариуме используются лабораторные или специальные термометры. Термометры для ванн имеют большие отклонения, быстро портятся - их применять не стоит.

Термометры вставляют в грунт или прикрепляют на специальных присосках к стеклу. В последнее время появились красивые круглые термометры-присоски.

Каждый живой организм выбирает определенную, пригодную для его жизни температурную зону. При температурах, граничащих с этой зоной, животное начинает чувствовать себя угнетенно, биохимические процессы меняют свой ритм. При переходе границ зоны наступает смерть.

Разные рыбы могут жить при различных температурах, есть такие, что активно питаются и плавают при 4°С, другие животные живут в горячих источниках при 50°С. Но у каждого вида рыб есть своя жизненная зона температур. При этом многие рыбы имеют очень узкий предел жизненных температур: температура верхней границы зоны отличается от нижней всего на 5 - 7°С. Большие отклонения выносят караси, лини. Но наиболее пластичны к температурным колебаниям тропические рыбы.

Известно, что температура жилых комнат летом и зимой колеблется в пределах от 18 до 24°С. Такова же будет и температура воды в аквариуме. Если мы поместим в комнатный аквариум форель или щуку, они будут чувствовать себя далеко не прекрасно. Лучшая температура для форели около 8°С, для щуки 12 - 14°С. Многие рыбы, обитающие в наших реках, очень чувствительны к температурам выше 15°С. При такой температуре они усиленно потребляют кислород, а в воде наоборот - чем выше температура, тем его меньше. При 20°С у многих рыб наступает удушье - дышат они усиленно, усваивают лишь небольшое количество кислорода, в oрезультате чего гибнут.

Гостям из тропических стран как раз и подходят температуры комнатного аквариума - от 18 до 25°С, это соответствует температуре воды у них на родине. А раз так, значит и все другие жизненные процессы у них протекают нормально, в то время как у многих наших рыб в аквариуме фактически не жизнь, а медленное умирание. Этим и объясняется то, что большинство популярных аквариумных рыб - уроженцы тропических стран.

Значит ли это, что надо отказаться совсем от содержания в комнатных аквариумах отечественных рыб? Ничего подобного. Аквариумисты могут интересоваться и теми и другими. В этой книге ты найдешь описания нескольких рыб из наших рек.

Держат в аквариуме карасей, окуньков, вьюнов. Мне приходилось держать молодых щук, осетров. Но акклиматизироваться, т. е. полностью перенести в аквариум весь жизненный цикл от икринки до взрослого экземпляра, нереститься и т. д., многие наши рыбы не могут.

Очень важным для умения управлять аквариумом является и знание удельной теплоемкости воды и ее теплопроводности. Способность проводить тепло у воды, конечно, невелика, но все же слои воды перемешиваются и температура ее выравнивается. В аквариуме не может быть одновременно температура воды 5° и 30°С. Но разница в 5 - 6° между слоями воды может быть. Если над поверхностью воды горят лампы, а вода не перемешивается, температура верхнего ее слоя может быть, скажем, 25°, а нижнего всего 20 или 18°С. Такое явление нежелательно, поэтому воду в аквариуме нужно все время перемешивать с помощью струи воздуха, поступающей в толщу воды от компрессора.

Удельная теплоемкость - это количество тепла, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 г воды на 1°С. У воды удельная теплоемкость очень велика по сравнению с другими телами. Поэтому температура воды в природных водоемах относительно постоянна, не знает резких скачков и меняется плавно и постепенно. К таким плавным изменениям температуры приспособлены и водные организмы.

Но в нашем приборе-аквариуме мы можем произвольно менять Температуру воды, ведь наш бассейн так мал! Долили холодной воды в аквариум - температура сразу упала на 5, а иногда и на 10°. Пересадили рыбку из одного аквариума в другой, а разница температуры составила 4 - 6°С. Вынесли рыбок в баночке зимой на улицу, а пока доехали до дома, остались от них только трупики!

Во всех этих случаях мы произвольно помещаем рыб в такие условия, которых они никак не встретят на воле, разве лишь в случае космических катастроф, извержений вулканов. А мы эти "катастрофы" устраиваем им часто.

Надо твердо запомнить - условия в аквариумах должны повторять условия на воле. И если мы хотим наблюдать наших питомцев в "естественной обстановке", надо создавать в аквариуме такие условия жизни, которые приближались бы к естественным.

Нельзя содержать рыб при температурах, близких к границам жизненной зоны температур. Нельзя допускать и резких - даже в 1 - 2°С - колебаний температуры воды. Рыбы будут отлично акклиматизироваться в аквариумах при наилучшей, или, как говорят ученые, оптимальной температуре. Широкий предел оптимума для всех аквариумных питомцев от 18 до 24°С. Для некоторых тропических рыб и тропических водных черепах - от 24 до 30°С. Для большинства аквариумных рыб от 20 до 25°С. Для тропических водных растений от 20 до 28°С.