Муть в аквариуме не проходит: Вода в аквариуме белая

Вода в аквариуме белая

Вода в аквариуме белая по причине бактериальной вспышки. При этом она обретает молочный оттенок, а иногда может быть настолько мутной, что содержимое аквариума не просматривается.

Обычно это проблема нового аквариума, несбалансированной системы. Дело в том, что в аквариуме в обязательном порядке присутствуют микроорганизмы, которые обеспечивают круговорот азота, разложение органики, токсических соединений и прочего. Они хоть и незаметны, но выполняют очень большую и ответственную работу по очистке аквариума.

При запуске аквариума, бактерий мало. Их количество должно возрасти и отвечать потребностям системы. Для ускорения этого процесса используются бактериальные присыпки в виде капсул, порошков, жидкостей, которые уже за месяц помогают получить стабильный водоем. Без этих препаратов процесс затягивается.

Итак, почему вода в аквариуме белая? При запуске аквариума растения начинают адаптироваться к новым условиям – старые листья и корни отмирают.

А рыбы выделяют продукты жизнедеятельности в аквариум. В это время накопившихся органических соединений, нитритов, нитратов, аммиака - очень много. Они составляют питательную среду для бактерий.

В результате бактерии начинают очень быстро размножаться. Их количество становится чрезмерно большим, что направлено на поглощение и переработку питательных веществ. В это время вода в аквариуме белая. Называется это еще бактериальной вспышкой – не контролированным возрастанием количества бактерий. Это нормальное явление, которое свидетельствует о том, что система аквариума работает. Продолжаться муть будет не более 2-х недель (максимум).

В это время аквариум трогать категорически нельзя. Если Вы будете менять воду, данный процесс затянется надолго. Равновесие должно установиться самостоятельно. Главное терпение. Когда количество бактерий и количество питательных элементов для них будет сбалансировано – муть уйдет.

Но случается, что и в старом, давно запущенном аквариуме появляется белая муть. Обычно это происходит из-за чрезмерной подмены воды (более 30%) или переизбытка питательных веществ. Причиной первого случая является вымывание полезных бактерий с необходимостью последующего пополнения их количества. Вода в аквариуме белая во втором случае, из-за перекорма рыб, нерегулярной чистки или процессов гниения.

Устраняется подобная проблема равновесием системы самостоятельно, но если есть желание ускорить процесс, можно применить фирменные препараты с колониями бактерий. Положительные результаты дает запуск рыб спустя только 2 недели и небольшими партиями.

 Что вы должны знать о «нитритном пике» | Обслуживание

«Нитритный пик» – довольно известный и зачастую внушающий страх термин из области аквариумистики. Особенно аквариумисты-новички часто бывают смущены, когда говорят об этом. В интернете можно найти несколько советов, которые отчасти противоречат друг другу. Что означает «нитритный пик», когда происходит «нитритный пик» и что можно предпринять? В этой статье мы хотим прояснить ситуацию.

1. Что такое «нитритный пик»?

Термин «нитритный пик» образовался из слов «нитрит» и «пик». Под «нитритным пиком» понимается быстрый рост уровня содержания нитритов в воде, который «увенчивается» «пиком» - особенно высоким уровнем содержания нитритов. После этого концентрация нитритов снова снижается. Нитриты токсичны для рыб и в больших количествах могут быть даже смертельными. По этой причине следует регулярно проверять и при необходимости корректировать параметры воды в аквариуме. Аквариумистами должны приниматься необходимые меры уже при концентрации нитритов в 0,5 мг/л, потому что при повышении уровня содержания нитритов до 1,0 мг/л нитрит становится вреден для обитателей аквариума.

NO2	Оценка уровня
0.0 мг/л	хорошо, безвредный
>0 – 0.5 мг/л	требующий реагирования
0.5 мг/л	внушающий опасения
1. 0 мг/л	опасный
2.0 мг/л	очень опасный
5.0 мг/л	токсичный

 

2. Как образуется «нитритный пик»?

Для того чтобы понять, как возникает «нитритный пик», важно знать основной принцип азотного цикла. Исправно функционирующий азотный цикл является основой для хорошо функционирующего аквариума.

Неорганическое азотное соединение аммоний (NH₄) образуется в аквариуме из остатков растений и кормов, отходов жизнедеятельности рыб и других органических веществ. Это вещество само по себе не представляет опасности для обитателей аквариума. Однако, если уровень рН в воде выше 7, образуется токсичный аммиак (NH₃). В хорошо функционирующем аквариуме так называемые бактерии нитросомонас, среди прочего, обеспечивают преобразование аммония и аммиака в нитрит (NO₂). Эти бактерии образуются во вновь создаваемом аквариуме довольно быстро, поэтому разложение аммония / аммиака происходит весьма неплохо и в новом аквариуме. На следующем этапе образовавшийся нитрит разлагается, среди прочего, бактериями нитробактер в нитрат (NO₃), который служит в дальнейшем питательным веществом для растений. Во вновь созданном аквариуме бактериям, разлагающим нитриты, требуется для развития довольно много времени. По этой причине в этот период может возникнуть «нитритный пик»: в воде присутствует слишком мало фильтрующих бактерий, которые могли бы разложить образующиеся нитриты в нитраты и, таким образом, сделать их безвредными. Вещество (нитрит) накапливается и становится вредным для обитателей, содержащихся в аквариуме. Только через некоторое время в аквариуме образуется такое количество фильтрующих бактерий, разлагающих нитриты, которого будет достаточно для немедленного разложения нитритов в нитраты. Таким образом, «нитритный пик» остается позади, уровень содержания нитритов понижается, а азотный цикл может отныне снова стать нормальным.

Запуск и обслуживание внешних фильтров

Как правильно запустить и обслуживать внешний фильтр для аквариума?

Роль фильтрации в аквариуме переоценить довольно сложно — от качества фильтрации зависит чистота воды — причём не только оптическая, но и химическая, зачастую невидимая глазу.

И как следствие — от того, насколько правильно запущен и обслуживается фильтр, зависит здоровье и жизнь обитателей аквариума.

В этой статье мы озвучим несколько общеизвестных истин о внешних фильтрах для аквариума, которые позволят новичкам не допустить банальных (но от того не менее досадных) ошибок.

Запуск фильтра

Итак, новенький фильтр готов к установке. Мы не будем описывать процесс монтажа трубок, шлангов, всевозможных адаптеров и т.п., так как у каждого фильтра этот процесс выглядит по своему, остановимся лишь на общих моментах:

1. Первым делом достаньте из пакетов фильтрующие наполнители и губки, которыми укомплектован фильтр. Звучит смешно, но иногда люди забывают это сделать.

2. Промойте корпус, корзины (если есть) и все наполнители и губки тёплой водой, чтобы смыть производственную пыль. Если этого не сделать — ничего страшного не произойдёт, но Вам же не нужна лишняя грязь в аквариуме?

3. Уложите все наполнители так, как это указано в инструкции к фильтру.

Биологическая активация фильтра

Если Вы запускаете аквариум одновременно с фильтром, особенно важно биологически активировать внешний фильтр. Но даже если Вы устанавливаете фильтр взамен старого, или вместо внутреннего фильтра — это будет не лишним и позволит фильтру быстрее заселиться полезными бактериями и выйти на «полную мощность».

Сделать это очень просто — достаточно нанести один из специальных препаратов на нижний слой губок (вернее, первый по ходу тока воды) или на пористый керамический наполнитель, если фильтр таким укомплектован.

Наиболее популярные препараты для этих целей представлены в нашем магазине:

Не беремся судить, какой из них лучше — все 4 препарата производятся в Германии, а у немцев с качеством обычно всё в порядке, так что берите любой из них, на своё усмотрение.

Важно: Для того, чтобы бактерии успешно поселились в фильтре, необходимо заранее подготовить воду. Если аквариум уже запущен — дополнительных усилий это не потребует, а если аквариум свежий и заливается водопроводная вода, обязательно следует её подготовить при помощи специальных кондиционеров, устраняющих хлор и тяжёлые металлы — эти вещества так же (если не более) губительны для полезных бактерий, как и для рыб.

После активации можно окончательно собрать, подключить и запустить в работу фильтр, следуя инструкции по эксплуатации.

Первое время (особенно если аквариум новый) вода может помутнеть и оставаться такой довольно долго (обычно около 1-2 недель, иногда до месяца). Это обусловлено тем, что в воде начинает размножаться большое количество микроорганизмов, служащих питательной средой друг для друга — бактерий и инфузорий. Обычно такую муть называют «бактериальной» и никакой опасности для населения аквариума она не несёт. Проходит она со временем, сама — главное в первые месяцы жизни аквариума кормить рыб очень экономно, не допуская перекармливания (весь корм должен быть съеден за 2-3 минуты).

Часто начинающие аквариумисты принимают муть за признак каких-то серьезных проблем и начинают бесконечно подменивать воду, что только затягивает процесс установления биологического равновесия.

Итак, фильтр запущен, вода циркулирует через наполнители, а хозяин, довольный собой, наблюдает за жизнью в аквариуме.

На этом можно завершить часть статьи, посвященную запуску внешнего фильтра, дав лишь еще буквально пару советов:

1. Старайтесь не оставлять избыточную длину шлангов — отрежьте лишнее так, чтобы фильтр было в последствии удобно обслуживать. Каждый лишний сантиметр шланга — это дополнительное сопротивление току воды, которое снижает производительность фильтра. Но не переусердствуйте — 7 раз отмерь, 1 раз отрежь.

2. Если есть такая возможность, на шланги можно одеть строительный утеплитель для труб — это позволит экономить электроэнергию в холодное время года — ведь тепло «убегает» в том числе и через поверхность шлангов. Это, копейки, конечно — но копейка, как известно, рубль бережет.

3. Не повредит на входной патрубок внешнего фильтра (который располагается в аквариуме) установить вместо штатной решетки, которая задерживает крупную грязь (листья и т.п.) и не позволяет попасть внутрь фильтра рыбам, установить специальный префильтр — он будет служить 1-й ступенью фильтрации от грубой грязи, что позволит реже обслуживать сам внешний фильтр, время от времени промывая губки префильтра. В настоящее время такие префильтры выпускает фирма Eheim.

    

Обслуживание фильтра

Очень часто приходится отвечать на один и тот же вопрос:

«Скажите, а как часто надо чистить фильтр?»

Точного ответа на этот вопрос не существует, можно дать лишь общие рекомендации.

Однозначным показанием к чистке фильтра является заметно снизившийся ток воды — это можно определить или визуально, если «флейта» расположена выше уровня воды, или подставив руку под ток воды — и сравнить ощущения с теми, когда фильтр только что был запущен.

Если разница заметна — фильтр пора чистить..

Однако, мы бы не советовали каждый раз дожидаться такого снижения производительности и чистить фильтр несколько чаще, особенно если в аквариуме есть или возникают время от времени проблемы с ростом нежелательных водорослей (налёт на стёклах, грунте и растениях, «борода» и т.п.).

Дело в том, что фильтр лишь задерживает грязь на своих губках, которая при этом физически остаётся в аквариумной воде и продолжает медленно растворяться и перерабатываться всевозможными бактериями. Если аквариум густо заселен растениями, которые успевают «переработать» все эти вещества, используя для собственного роста — большой проблемы нет. Но если в аквариуме растений мало или нет вовсе, все эти вещества пойдут «на корм» водорослям (не путайте с растениями), которые радостно и бурно начнут расти повсюду.

Поэтому начинающим аквариумистам мы рекомендуем чистить внешний фильтр не реже, чем 1 раз в 6 недель. Если через 6 недель фильтр открыли — а он не особенно грязный (ведь каждый аквариум индивидуален) — в следующий раз интервал можно увеличить. Если наоборот — уменьшить, а возможно, подобрать более подходящий фильтр.

Приведем несколько основных правил при очистке внешнего фильтра:

1. Губки для грубой фильтрации и непористую керамику (её производители нередко кладут в 1-ю корзину) можно смело промывать под краном, прямо водопроводной водой.

2. Биологический наполнитель (пористая керамика, всевозможные шарики, колечки и т.п.) следует промывать только от грубой механической грязи, просто опустив в ёмкость с водой, которую только что взяли из аквариума. Это позволит сохранить с таким трудом выращенные колонии полезных бактерий. Если промыть эти наполнители просто «под краном» - большая часть этих бактерий погибнет.

3. Губку тонкой очистки (белый синтепон) производители рекомендуют менять при каждой чистке — но опыт показывает, что они вполне способны пережить как минимум 1 промывку (можно под краном). Если оригинальные губки тонкой очистки приобрести не получается, их вполне можно заменить универсальной ватой для тонкой фильтрации — она легко режется (и даже рвётся руками) и её можно разместить в любом фильтре.

4. Не забудьте почистить моторный отсек и ротор фильтра — там тоже скапливается много грязи и даже вырастают колонии водорослей и бактерий. Если этого не делать, через какое-то время фильтр может просто остановиться. Для этих целей можно воспользоваться специальными ёршиками.

5. Время от времени бывает полезно почистить шланги — для этих целей очень удобно использовать гибкие ёршики, например JBL Cleany – универсальный и недорогой.

Если Ваш фильтр оснащён кранами для отдельного перекрытия входного и выходного потока воды, мы рекомендуем после того, как фильтр был подключен обратно к шлангам, сначала открывать входной канал, а через несколько — выходной — это позволит добиться правильного заполнения фильтра водой и избежать формирования воздушных пузырей в голове фильтра и проблем с повторным запуском.

Надеемся, что эта статья ответит на некоторые вопросы начинающих обладателей внешних фильтров.

Текст (с) ООО "Аквионика" 2013, Иллюстрациии (c) sera GmbH
Использование текстовых материалов и фотографий возможно только с письменного разрешения ООО "Аквионика"

 

Возможные проблемы в аквариуме. Часть 1.

Начинающий аквариумист рано или поздно сталкивается с проблемами в аквариуме, и даже опытные любители аквариумных рыбок часто сталкиваются с некоторыми из них. И, как всегда, проблему проще предотвратить, чем решить. Вот наиболее частые из них и способы их решения.

Мутная вода в аквариуме, плохой запах, желтоватый или коричневатый цвет

После запуска аквариума в первые дни помутнение воды нормальное явление, чаще всего эта муть от грунта или результат работы бактерий. При правильном запуске муть быстро проходит, с ней вполне справится работающий круглосуточно фильтр.

Если муть появилась уже в запущенном аквариуме, населенном жителями, то это чаще всего говорит о бактериальной вспышке в аквариуме, а плохой цвет или запах об избытке отходов жизнедеятельности рыб. Причины обычные для начинающих: перенаселение аквариума, неподходящая рыба для данного объема (нужно внимательно изучить необходимый для рыбы, заселенной в аквариум, объем воды), регулярное перекармливание рыбы, недостаточный уход за аквариумом.

Решается эта проблема за несколько этапов. Прежде всего, в аквариуме (не смотря на огромные сожаления начинающих) придется оставить только допустимое количество рыбы, в противном случае потерь населения не избежать. Грунт в аквариуме нужно тщательно просифонить (слить сифоном со дна аквариума остатки пищи, отходов рыб), слив при этом примерно 50 процентов воды, долить чистую, отстоянную 1-2 дня, водопроводную воду.

Далее делаются подмены воды по 30 процентов через день до полного исчезновения мути или улучшения качества воды. Рыбок кормить в это время нужно минимальными порциями, весь корм должен быть съеден в течение 5 минут, а остатки удалены со дна. Фильтр с аэрацией должен работать круглосуточно, отключение фильтра на ночь недопустимо.

Чтобы ускорить процесс «выздоровления» аквариума можно бросить в него пучок быстрорастущих растений, лучше всего роголистника. Это растение не только избавит аквариум от лишних органических веществ, но и выделит полезные фитонциды.

Мутная вода в аквариуме - как исправить мутность в аквариуме

Главная » Блог » Мутная вода в аквариуме – как исправить мутность в аквариуме

Вы с отвращением смотрите на свой мутный аквариум?

Так быть не должно!

Сегодня я расскажу вам о распространенных причинах мутной воды и о том, как навсегда избавиться от мутного аквариума.

Каждый любитель рыбы и аквариумиста пережил ужасный эпизод встречи с мутной водой.

Помимо непривлекательного вида, эти серые аквариумы могут представлять различные угрозы для рыб и водного микроклимата в вашем аквариуме.

Если вы хотите, чтобы ваши рыбки были здоровы и процветали, мы рекомендуем обратить пристальное внимание на проблему с мутной водой и решить ее как можно скорее.

Но сначала присмотрись к этому туману в твоем танке и скажи мне, какого он цвета…

ПРИМЕЧАНИЕ: Попробуйте наполнить прозрачную стеклянную кружку водой из резервуара, чтобы проверить правильный цвет и найти соответствующую ему причину.

Белая мутная вода в аквариуме

Если в вашей кружке вода молочно-белого цвета, скорее всего, вы имеете дело либо с бактериальным налетом, либо с немытым субстратом.

Ваша вода также может иметь несколько видимых частиц, если она становится полностью или частично непрозрачной.

Иногда еле видно, легкая сероватая дымка…

В других случаях это больше похоже на молоко, чем на воду.

Серьезно, там есть рыба... Где-то.

Вот почему ваш аквариум выглядит так, будто его окутал белый туман…

1. Немытый субстрат

Каждому аквариуму нужна партия красочного субстрата, чтобы добавить яркости аквариуму; однако вскоре вы заметите мутную белую воду, если новый комплект не вымыт.

Добавление нового гравия приводит к образованию остатков или пятен грязи, из-за чего вода становится беловато-мутной. Если ваш субстрат очень грязный, аквариум также может иметь серый оттенок вместо белого.

Кроме того, любители никогда не должны забывать, что крупная галька не является отличным субстратом для вашего аквариума. Пища, которую вы кормите, часто застревает между этими камушками, и ваши рыбы не могут добраться до таких тесных мест.

Этот несъеденный корм в конечном итоге производит DOC или растворенные органические соединения в вашем аквариуме.

Вы забыли помыть субстрат перед тем, как добавить его в уже существующий аквариум?

Если часть воды становится мутной в течение нескольких часов после установки аквариума, то, вероятно, это происходит по этой причине.

Видите ли, гравийные и песчаные субстраты содержат очень мелкие частицы, образующиеся при трении друг о друга…

Эти похожие на пыль частицы настолько малы, что вы даже не заметите их поначалу. Однако при добавлении в зеленую воду они отделяются от более крупных кусков субстрата и плавают по зрелому аквариуму.

Результат?

Очень заметная и уродливая дымка.

Я знаю, что уже слишком поздно, но вот почему вы должны мыть субстраты из песка и гравия, прежде чем добавлять их в свой аквариум — это удаляет мелкую пыль.

Причина(ы)

• Основной причиной мутной белой воды является непромытый субстрат или остатки гравия, камней и других субстратов.

Как от него избавиться!

Чтобы избавиться от мутной воды, вы можете попробовать несколько решений. Быстрое решение — полностью сменить воду, чтобы удалить из аквариума все плавающие частицы и мелкие кусочки грязи.

Следующий шаг — достать гравий и тщательно его очистить. Мы настоятельно рекомендуем тщательно промыть ваши новые субстраты, прежде чем помещать их в аквариум.

Если в вашем аквариуме есть картридж фильтра для воды с мелким механическим наполнителем, например, фильтрующей нитью, вы можете не менять воду. Фильтрующая нить легко улавливает всю пыль, плавающую в вашем аквариуме, в результате чего вода в аквариуме становится чистой. Любители также могут воспользоваться помощью любого очистителя воды, чтобы ускорить процесс очистки.

Если вы видите тонкий слой пыли, скопившийся на дне вашего аквариума, не беспокойте воду. Вместо этого используйте пылесос для удаления гравия, чтобы удалить все частицы, осевшие над, между и под подложками.После этого вы можете использовать очиститель воды, чтобы очистить воду, сделав ее кристально чистой.

Остатки гравия и песка, пожалуй, самая простая причина мутной воды в аквариуме, которую можно исправить. Подмена воды поможет удалить часть пыли, которая плавает вокруг вашего аквариума…

Однако лучше всего просто подождать. Если в картридже фильтра для аквариумной воды используется тонкий механический наполнитель, такой как фильтрующая нить, то он в конечном итоге улавливает большую часть плавающей пыли. Вы также можете использовать хороший очиститель воды, чтобы ускорить процесс.

Теперь вполне вероятно, что небольшое количество пыли осядет на дне вашего резервуара. Эта пыль снова поднимется в воду, если ее потревожить. Не беспокоиться! Его можно легко удалить с помощью пылесоса для гравия — ознакомьтесь с нашим обзором пылесоса для гравия, чтобы найти идеальный пылесос для вашего аквариума.

2. Бактериальный налет

Бактериальный посев — еще одна проблема, которая считается чрезвычайно распространенной, когда вода в аквариуме становится исключительно мутной. Когда ваш аквариум пронизан бактериальным налетом или цветком, он часто напоминает резервуар, полный разбавленного молока.

Это явление возникает, когда в вашем аквариуме избыток питательных веществ, отходов жизнедеятельности рыб или разлагающихся кормов в воде и ограниченное количество полезных бактерий, способных их поедать. Эта ситуация выводит систему из строя и вынуждает бактериальную колонию к большему размножению. Взрыв населения часто придает воде молочную дымку.

Если ваша вода выглядит как густой белый туман, возможно, вы имеете дело с бактериальным налетом. Да, это туманное облако на самом деле может быть миллионами крошечных полезных бактерий, кружащихся вокруг вашего аквариума.

Одна бактерия невидима сама по себе. Однако по мере того, как их число увеличивается, группа выглядит как туманное обесцвечивание в вашем аквариуме.

Грубость, да?

То, на что вы смотрите, обычно называют бактериальной колонией .

Цветение бактерий — обычное явление при циклировании вашего аквариума. В одних случаях это будет легкая дымка, а в других ваш аквариум может выглядеть так, как будто он наполнен молоком — все зависит от того, сколько в нем бактерий.

Причина(ы)

• Основной причиной может быть введение вредных химикатов или лекарств, которые могут убить или истощить колонию полезных бактерий в вашем аквариуме.
• Внезапные выбросы аммиака из любых органических отходов, производимых вашей рыбой, также могут привести к бактериальному цветению.
• Новый резервуар, который не прошел должным образом цикл, также может привести к помутнению воды.
• Новая большая группа рыб может вызвать эту проблему, если в вашем аквариуме недостаточно полезных бактерий для поддержания экосистемы аквариума.
• Замена старой системы фильтрации новым фильтром также может вызвать эту проблему.

Как от него избавиться!

Вы ничего не делаете. В циклическом резервуаре этот бактериальный налет исчезнет сам по себе. Через неделю ваша мутная вода станет не более чем далеким воспоминанием.

Если вы не зацикливаете свой аквариум, то цветение бактерий может быть серьезным предупреждающим знаком. Видите ли, эти бактерии обычно появляются, когда в аквариуме скапливается гниющее растение, гниющий корм для рыб или слишком много экскрементов.

Если это так, первое, что вам нужно сделать, это взять свой надежный набор для тестирования аквариума.

Понял? Хорошо. Теперь вам нужно проверить уровень аммиака и нитрита, чтобы убедиться, что они оба равны нулю частей на миллион (ppm).

Если они поднялись, произведите немедленную подмену воды, чтобы ваши рыбки не пострадали. Теперь нужно выяснить, в чем причина.

Эти мутные на вид бактерии часто появляются при разложении слишком большого количества рыбных отходов.Наиболее распространенной причиной этого является перекармливание рыб. Мало того, что ваша рыба будет больше какать, так еще и несъеденный источник корма для рыб будет гнить на дне аквариума. Исправьте это, сократив кормление и удалив из аквариума весь несъеденный избыток корма и разлагающиеся лишние отходы.

Другой причиной может быть то, что вы случайно убили все полезные бактерии в мутном аквариуме. Если вы промыли фильтрующий материал для аквариума водопроводной водой, хлор убьет полезные бактерии, и вам придется снова и снова запускать аквариум с рыбками внутри.

Если вы недавно меняли воду в аквариуме, это может быть серьезной причиной бактериального цветения. Чтобы избавиться от этого, подождите неделю или две.

Помутнение вашего резервуара для воды должно начать постепенно исчезать, как только бактерии в резервуаре снова восстановятся, таким образом сформировав идеальную водную систему. Не меняйте воду постоянно и не используйте ультрафиолетовую стерилизацию, так как это может еще больше усугубить проблему бактериального посева.

Однако, если вы считаете, что цветение бактерий вызвано другими факторами, такими как субстрат, избыток отходов или разлагающаяся пища, произведите частичную подмену воды.Можно также использовать пылесос для удаления мелких частиц, плавающих в аквариуме. Ключевым моментом здесь является частичная подмена воды, поскольку она не повредит существующую бактериальную культуру.

Зеленая мутная вода в аквариуме

Из всех разноцветных облаков, которые будут посещать ваш аквариум, зеленая мутная аквариумная вода вызывает панику у новичков больше всего. Это просто выглядит не так, как гороховый суп.

Если вы проверяете воду в прозрачной чашке и видите оттенок зеленого, то основной причиной является цветение водорослей. Эта проблема распространена в аквариумах, которые ежедневно получают солнечный свет.

В тяжелых случаях ваша вода будет настолько мутной, что вы едва сможете увидеть свою рыбу.

Итак, что это за странный зеленый туман, покрывающий ваш аквариум?

Ну, оказывается, это особый вид цветения водорослей...

Цветение водорослей

Любой аквариумист, не имеющий опыта работы с аквариумами, знает, насколько распространено цветение водорослей. Водоросли — это полностью живые микроорганизмы, которые растут по бокам аквариума и под/на его декоре.

Эти водоросли могут сильно размножаться, если их игнорировать, в результате чего аквариум будет заполнен водой зеленого оттенка. Следует отметить, что водоросли всегда процветают на точных требованиях любого растения.

Вы увидите сильный всплеск роста водорослей, если в аквариуме достаточно азота и солнечного света. Чрезмерное кормление или рыбные отходы могут создавать большое количество азота, что способствует размножению водорослей.

Поскольку водоросли являются живыми организмами, их перенаселение, безусловно, может нарушить экосистему вашего аквариума и повлиять на рыб и растения в вашем аквариуме.Наконец, помимо изменения цвета вашего аквариума, это быстро истощит уровень кислорода в вашем аквариуме ночью.

Фитопланктон мелкий. Очень маленький . На самом деле, невооруженным глазом этого не увидишь. Но по мере того, как он будет увеличиваться в количестве, он станет очень заметным, окрашивая воду в аквариуме в мутно-зеленый цвет.

Но не волнуйтесь! Хотя на это может быть неприятно смотреть, этот тип роста водорослей не повредит вашей рыбе.

Причина(ы)

• Если ваш аквариум подвергается прямому воздействию яркого солнечного света, это может привести к неконтролируемому цветению водорослей.
• Включение искусственного аквариумного освещения на длительный период также может вызвать цветение водорослей.

Как от него избавиться!

Необходимо произвести подмену воды, так как это самый важный шаг для избавления от цветения водорослей. После этого устраните затоваривание или перекармливание, чтобы взять под контроль распространение.

Вышеупомянутое средство состоит в том, чтобы очистить воду, заменив весь объем воды в вашем аквариуме. Этот шаг не уменьшит рост водорослей навсегда, поэтому вам нужно переместить аквариум в менее солнечное место.

Если вы используете искусственное освещение, рассмотрите возможность его отключения, чтобы предотвратить перенаселение водорослей. В последнем методе используется ультрафиолетовый стерилизатор для удаления воды, насыщенной водорослями.

Ультрафиолетовое излучение изменяет структуру клеток водорослей, препятствуя размножению водорослей на клеточном уровне. После стерилизации вы можете сменить воду и удалить все водоросли.

УФ-стерилизатор или тонкий фильтрующий материал, например, полировальный круг, быстро и навсегда покончат с этим зеленым мутным беспорядком — ваша вода мгновенно станет кристально чистой.

Хотя это устранит проблему — водоросли — это не устранит причину.

К сожалению, причин очень много...

В большинстве случаев один из них отвечает за мутную воду. Разберитесь с ними, чтобы предотвратить возвращение зеленого облака!

Желтая или коричневая мутная вода

Если проба в кружке показывает мутную воду с коричневым или желтым оттенком, то единственной причиной является попадание в аквариум необработанных коряг.

Хотя вначале она может иметь желтый оттенок, если вы не остановите ее, ваша вода потемнеет и станет похожа на освежающий сладкий чай.

Вероятный виновник?

Необработанная коряга

Многие любители аквариумов любят добавлять в свой аквариум натуральные коряги, чтобы аквариум выглядел привлекательно и увлекательно, а рыбкам было что грызть или грызть.

Мы настоятельно рекомендуем добавлять коряги в аквариум, так как они исключительно полезны для снижения pH воды.Такое снижение pH является отличным способом сделать жесткую воду более мягкой и подходящей для большинства видов рыб.

Так что, если вы недавно завезли в свой аквариум новую корягу, то это единственная причина такой желтовато-коричневой мутной воды.

Коряги обычно выделяют в воду дубильные вещества, что придает ей коричневатый оттенок. Сначала вода приобретает желтый оттенок, а со временем может приобретать глубокий коричневый цвет, напоминающий оттенок мутной воды или экзотического сладкого чая.

Этот оттенок также может быть вызван попаданием в аквариум листьев и коробочек с семенами. Хотя эти танины не обязательно опасны для вашей рыбы, они могут сделать аквариум грязным и затруднить обзор рыбы.

По мере того, как танины медленно проникают в ваш аквариум, вода окрашивается в желто-коричневый цвет.

FishLab Fact: Некоторые аквариумисты хотят, чтобы их аквариум стал коричневым, добавляя необработанные коряги и листья, чтобы затемнить воду.Эти резервуары известны как аквариумы для черной воды , и хотя они могут понравиться не всем, они прекрасны, если их правильно спроектировать.

Причина(ы)

• Единственная причина коричневато-желтой воды – это наличие в аквариуме необработанных коряг, листьев или коробочек с семенами.

Как от него избавиться!

Этот совет пригодится, когда вы решите сменить корягу. Подумайте о предварительном замачивании, а затем кипячении дерева перед тем, как поместить его в аквариум.

Кипячение ускоряет процесс и заранее избавляет от всех дубильных веществ. Если вы не хотите варить коряги, подумайте о том, чтобы замочить их в контейнере для хранения на несколько дней. Простое замачивание также может избавиться от пигмента.

Если ваш аквариум уже пожелтел, удалите дрова и прокипятите его. Этот шаг предотвратит выщелачивание дубильных веществ из древесины после помещения ее в резервуар.

Для очистки воды можно использовать угольный фильтр, угольный фильтр или Seachem Purigen.Активированный уголь скоро засорится всеми дубильными веществами, от которых вы должны избавиться. Однако, если вы используете Purigen, вы можете очистить его отбеливателем и использовать повторно.

Точное количество выделяемых дубильных веществ полностью зависит от типа коряги. Некоторые породы дерева, такие как мансанита, почти не окрашивают ваш аквариум, в то время как другие, такие как малазийская коряга, окрашивают аквариум в мутно-коричневый оттенок.

К счастью, большинство дубильных веществ можно удалить, предварительно замочив древесину перед тем, как поместить ее в аквариум.Кипячение ускоряет процесс.

Если уже слишком поздно, и вы уже поместили древесину в свой аквариум, удалите ее и хорошенько замочите. Любые танины, которые вы удалите сейчас, не будут окрашивать воду в аквариуме, когда вы вернете коряги в свой аквариум.

А как же вода в вашем аквариуме... То, что уже окрашено в коричневый или желтый цвет?

Что ж, использование угольного фильтра удалит любой цвет из резервуара, оставив вам кристально чистую воду.

Заключение

Как видите, мутная вода в аквариуме бывает разных цветов.

Мы надеемся, что наша статья помогла вам понять истинные причины мутного резервуара в вашем доме.

Мы рекомендуем аквариумистам помнить об этих причинах и обращать особое внимание на то, чтобы в первую очередь избежать обесцвечивания воды.

И хотя это может выглядеть некрасиво, вам не придется мириться с этим вечно. Будь то молочно-белый или горохово-зеленый, его достаточно легко остановить.

И, наконец, если вы хотите предотвратить повторное бактериальное цветение или облачность, попрактикуйтесь в посеве в новом аквариуме. Посев действительно сократит время цикла вдвое и уменьшит вероятность того, что ваша вода станет мутной!

Как вы избавились от мутной воды в аквариуме? Позвольте мне знать в комментариях ниже!

Что такое мутность

Что такое мутность?

Мутность определяется как помутнение или помутнение жидкости, вызванное взвешенными твердыми частицами, которые обычно невидимы невооруженным глазом. Измерение мутности является важным тестом при попытке определить качество воды. Это совокупное оптическое свойство воды, которое не идентифицирует отдельные вещества; это просто говорит, что что-то есть.

Вода почти всегда содержит взвешенные вещества, состоящие из множества различных частиц разного размера. Некоторые частицы достаточно велики и тяжелы, чтобы в конечном итоге осесть на дно контейнера, если образец оставить стоять (это твердые вещества, способные осаждаться).Более мелкие частицы будут оседать только медленно, если вообще осядут (это коллоидные твердые вещества). Именно эти частицы делают воду мутной.

Термин Мутность (также называемый мутностью) также может применяться к прозрачным твердым веществам, таким как пластик и стекло.

 

 

Что вызывает помутнение?

Такие организмы, как фитопланктон, могут вызывать мутность в открытой воде. Эрозия и стоки из сильно урбанизированных зон способствуют мутности вод в этих районах. Строительство, добыча полезных ископаемых и сельское хозяйство нарушают почву и могут привести к повышению уровня наносов, которые во время штормов стекают в водные пути. Ливневая вода с мощеных поверхностей, таких как дороги, мосты и автостоянки, также способствует мутности.

В питьевой воде чем выше уровень мутности, тем выше вероятность развития у употребляющих ее желудочно-кишечных заболеваний. Загрязняющие вещества, такие как вирусы и патогенные бактерии, могут прикрепляться к взвешенным веществам. Затем эти твердые вещества мешают дезинфекции.

Высокий уровень мутности может уменьшить количество света, достигающего меньших глубин в водоемах, таких как реки, озера и водохранилища, что подавляет рост некоторых форм водных растений и может негативно повлиять на зависящие от них виды, такие как рыба и моллюски. Высокий уровень мутности также снижает способность рыб поглощать растворенный кислород. Это состояние наблюдалось и задокументировано по всему Чесапикскому заливу в Среднеатлантическом регионе США.

 

 

Как измеряется мутность?

Наиболее распространенными единицами измерения мутности в Соединенных Штатах являются нефелометрические единицы мутности ( NTU ).

Существует несколько способов проверки мутности воды, наиболее прямым из которых является измерение затухания или уменьшения мощности источника света при его прохождении через пробу воды. Более старая система называлась методом свечи Джексона с единицами, выраженными как JTU или единицами мутности Джексона. В нем использовалось пламя свечи, просматриваемое через прозрачный столб, наполненный водой. Длина воды, через которую можно было увидеть свечу, связана с мутностью пробы воды. С появлением электронных счетчиков этот метод больше не используется.

Взвешенные в воде частицы рассеивают сфокусированный на них луч света. Затем измеряется рассеянный свет под разными углами от пути падающего света. Сейчас это принято как более точная мера мутности. Для измерения мутности таким способом используйте нефелометр, например, LaMotte 2020we. Nephele — это греческое слово, означающее «облако»; метрический означает «измерение». Нефелометрический, поэтому означает «измерение облачности». Большинство нефелометров измеряют рассеянный свет под углом 90°.Если больше света достигает детектора, это означает, что луч источника рассеивается большим количеством мелких частиц, меньшее количество света достигает детектора, что означает меньшее количество частиц. Нефелометрические единицы измерения мутности ( NTU ) — это единицы измерения, используемые нефелометром, отвечающим критериям проектирования EPA. На количество рассеянного света влияют многие аспекты частиц, такие как цвет, форма и отражательная способность. Из-за этого, а также того факта, что более тяжелые частицы могут быстро оседать и могут не влиять на показания мутности, соотношение между мутностью и общим содержанием взвешенных твердых частиц (TSS) может меняться в зависимости от места, где была собрана тестовая проба.

Для измерения мутности в условиях окружающей среды, таких как океаны, реки и озера, можно использовать диск Секки. Это черно-белый диск, который опускается в воду до тех пор, пока его больше не видно. На этой глубине (называемой глубиной Секки) коррелирующее число записывается как мера прозрачности воды. Преимуществом использования этого устройства в открытых водах является возможность измерения мутности на различных глубинах, где присутствуют несколько слоев мутности. Это устройство также простое в использовании и относительно недорогое.

 

 

Стандарты и методы испытаний питьевой воды

Многие вещи могут влиять на качество питьевой воды, поэтому государственные нормативы устанавливают допустимый уровень мутности. В Соединенных Штатах общественные системы питьевой воды, в которых используется флокуляция или прямая фильтрация для контроля мутности, не могут превышать 1,0 нефелометрических единиц (NTU) на выходе из очистных сооружений. В пробах, отобранных для измерения мутности, мутность должна оставаться меньше или равной 0.3 NTU не менее чем для 95 процентов собранных в любом месяце. Если в общественной системе питьевой воды используется какая-либо фильтрация, отличная от флокуляции или прямой фильтрации, то на них распространяются индивидуальные ограничения штата, но даже они не должны превышать уровень мутности 5 NTU. Обычно коммунальные предприятия стараются поддерживать уровень мутности около 0,1 NTU.

 

Аналитические методы

Опубликованные аналитические методы испытаний на мутность включают:

• № метода Агентства по охране окружающей среды США180.1, "Мутность"
• ISO 7027 «Качество воды: определение мутности»
• «Стандартные методы», № 2130B.
• Многочисленные методы ASTM

 

 

 

Нефелометры и мутномеры

В этом обсуждении мы сосредоточимся на использовании нефелометров и мутномеров для анализа мутности питьевой воды, а также в экологических и промышленных целях. Разница между ними тонкая.Если датчик света расположен под углом 90° к источнику света, счетчик считается нефелометром, если под углом 180° — мутномером. Поскольку источник или источники света в большинстве портативных измерителей содержат детекторы обоих типов, эти измерители обычно называют мутномерами.

Как указывалось ранее, измерение мутности в питьевой воде важно из-за возможности того, что бактерии могут использовать взвешенные частицы, чтобы «спрятаться» от химикатов, которые коммунальные предприятия используют для дезинфекции.Сами частицы также взаимодействуют с дезинфицирующими средствами, что затрудняет поддержание достаточно высокого остаточного количества для эффективной нейтрализации присутствующих патогенов.

Большинство портативных измерителей мутности различаются по типу используемого источника света. Обычно встречаются два типа: вольфрамовые лампы накаливания (белый свет) и инфракрасные светодиодные лампы.

Мутность образца увеличивается с увеличением количества нерастворенных твердых веществ. Измерение света, рассеиваемого образцом под углом 90°, является лучшим и более точным методом при измерении в более низких диапазонах, <40 NTU.На более высоких дальностях угол 180° более точен. Между 500 и 1000 NTU большинство измерителей переключатся с измерения под углом 90° в NTU на угол 180° и единицы затухания, или AU. Эти две единицы напрямую сопоставимы.

Измеритель мутности с конструкцией, указанной в ISO, использует инфракрасный светодиод (IR-LED) с длиной волны 860 нм и коллимированным световым путем, необходимым для методов: ISO 7027/DIN EN 27027 (EN ISO 7027).

Мутномеры с конструкциями, указанными EPA, используют вольфрамовую лампу накаливания и требуются для отбора проб в соответствии с EPA 180.1 метод определения мутности методом нефелометрии, в котором указано:

«Различия в конструкции мутномеров приведут к различиям в измеренных значениях мутности, даже если для калибровки используется одна и та же суспензия. Чтобы свести к минимуму такие различия, необходимо соблюдать следующие критерии проектирования:

 

1. Источник света: Вольфрамовая лампа с цветовой температурой 2200-3000°К.
2. Расстояние, пройденное падающим и рассеянным светом в пробирке с образцом: общее не должно превышать 10 см.
3. Детектор: центрирован под углом 90° к пути падающего света и не должен превышать ±30° от 90°. Детектор и система фильтров, если они используются, должны иметь спектральную пиковую характеристику в диапазоне от 400 до 600 нм.

 

Чувствительность прибора должна позволять определять разницу мутности, равную 0.02 NTU или менее в водах с мутностью менее 1 единицы. Прибор должен измерять мутность от 0 до 40 единиц. Может потребоваться несколько диапазонов, чтобы получить адекватное покрытие и достаточную чувствительность для низкой мутности».

 

Перед покупкой важно определить, какой тип счетчика использовать. Предприятие питьевого водоснабжения, которое должно соответствовать методу EPA 180.1, должно использовать нефелометр вольфрамового типа. Для большинства других применений следует использовать мутномер ISO с ИК-светодиодом.

Причина этого в том, что источник инфракрасного света сводит к минимуму или, возможно, устраняет влияние окрашивания образца. Они могут потерять некоторую чувствительность к более мелким частицам на длине волны 860 нм, потому что более мелкие частицы имеют тенденцию рассеивать меньше света на длине волны 860 нм, чем на видимых длинах волн. Измеритель белого света вольфрамового типа будет иметь более высокую чувствительность к этим мелким частицам, но потеряет точность, если в образце присутствует любой цвет.

Важно помнить, что при использовании обоих типов портативных измерителей мутности плавающие и движущиеся частицы могут вызвать небольшие отклонения измерений.Чтобы эти измерители давали наилучшие возможные результаты, всегда следует немедленно измерять образец, так как частицы со временем оседают. Лучше всего поддерживать постоянную температуру лампы, не включая и не выключая прибор часто между анализами образцов. Также положение на ячейках для образцов должно быть отмечено при помещении в камеру для образцов, чтобы исключить отклонения в стеклянных флаконах.

 

Отбор проб, калибровка и анализ

 

Для целей данного обсуждения в качестве примера будет использоваться мутномер LaMotte 2020we/wi.Большинство портативных измерителей мутности следуют аналогичным процедурам калибровки и испытаний. Важно всегда следовать рекомендациям производителя по использованию, уходу и хранению глюкометра.

Прибор должен поставляться с набором эталонов мутности. Если это не так, то приобретите стандарты, рекомендованные производителем для данного устройства. Счетчики 2020we/wi поставляются с бланком или стандартом 0 NTU, стандартом 1 NTU и стандартом 10 NTU. Дополнительные стандарты уровня NTU можно приобрести отдельно.Всегда выбирайте стандарты, близкие к диапазону тестируемых образцов мутности. Для наиболее точных результатов выбирайте стандарты в наименьшем возможном диапазоне. Счетчик следует калибровать не реже одного раза в месяц, но калибровку следует проверять ежедневно, чтобы убедиться, что она по-прежнему точна. Проверку можно выполнить, отсканировав образец одного из стандартов, чтобы убедиться, что счетчик по-прежнему показывает верные показания.

Тестирование на мутность в регулируемых системах водоснабжения является важным шагом в обеспечении соблюдения требований и эффективности очистки.Наилучшие результаты достигаются при тщательном соблюдении процедуры и техники. Обслуживание оборудования, включая измеритель, пробирки и камеру для образцов, а также бережное обращение с образцами сведет к минимуму помехи и обеспечит наиболее точные результаты. Периодически проверяйте камеру пробоотборника в измерителе, чтобы определить, не появились ли на ней царапины. Если это так, замените камеру как можно скорее. То же самое относится и к пробиркам для образцов, если они поцарапаны. Нанесение силиконового масла на поцарапанные стеклянные поверхности не рекомендуется, так как это может привести к образованию неровной поверхности масла на трубке и изменению окончательных показаний.

Независимо от того, насколько хорошо спроектирован счетчик, он может работать должным образом только при соблюдении этих деталей и правильной калибровке.

влияние мутности на восприятие риска морской рыбой

Biol Lett. 2011 23 декабря; 7(6): 811–813.

Susannah M. Leahy

¹ Центр передового опыта ARC по изучению коралловых рифов и Школа морской и тропической биологии, Университет Джеймса Кука, Таунсвилл, Квинсленд, 4811, Австралия

Mark I.McCormick

¹ Центр передового опыта ARC по изучению коралловых рифов и Школа морской и тропической биологии Университета Джеймса Кука, Таунсвилл, Квинсленд, Австралия

Matthew D. Mitchell

¹ Центр передового опыта ARC по изучению коралловых рифов Исследования и Школа морской и тропической биологии, Университет Джеймса Кука, Таунсвилл, Квинсленд, 4811, Австралия

Мод CO, Феррари

² Департамент биомедицинских наук, WCVM, Университет Саскачевана, Саскатун, Саскачеван S7N 5B4, Канада

¹ Центр передового опыта ARC по изучению коралловых рифов и Школа морской и тропической биологии, Университет Джеймса Кука, Таунсвилл, Квинсленд, 4811, Австралия

² Департамент биомедицинских наук, WCVM, Университет Саскачевана, Саскатун, Саскачеван Канада

Поступила в редакцию 23 июня 2011 г. ; Принято 25 июля 2011 г.

Copyright Этот журнал © 2011 The Royal SocietyЭта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Коралловые рифы в настоящее время испытывают ряд усиливающихся антропогенных факторов стресса, при этом прибрежные рифы страдают от увеличения отложений из-за роста населения и развития прибрежных районов. В местах обитания, где зрение и обоняние служат основными источниками информации, снижение зрительного восприятия взвешенных отложений может привести к значительным изменениям в поведении добычи.Здесь мы проверяем, компенсирует ли добыча снижение визуальной информации, усиливая свои антихищнические реакции на химически опосредованные сигналы риска в мутных условиях. Эксперименты с колючей ласточкой, Acanthochromis polyacanthus , показали, что исходные уровни активности были снижены на 23 процента в условиях высокой мутности по сравнению с условиями низкой мутности. Кроме того, сигналы риска вызывали сильную реакцию защиты от хищников при всех уровнях мутности; самые сильные реакции антихищников наблюдались в условиях высокой мутности, при этом рыба сокращала добычу корма почти на 40 % по сравнению с 17 % для рыбы в ясных условиях. Это дает недвусмысленное свидетельство сенсорной компенсации в контексте хищничества тропической морской рыбы и предполагает, что рыба-жертва может быть в состоянии компенсировать своим поведением некоторые снижения приспособленности в результате антропогенного оседания их среды обитания.

Ключевые слова: осаждение, химические сигналы тревоги, сенсорная компенсация, мутность, антихищное поведение, коралловые рифовые рыбы

1. ухудшаются по мере того, как человеческая популяция продолжает расти [1].Эффекты снижения освещенности и увеличения осаждения частиц хорошо задокументированы для кораллов [2], но большая часть нашего понимания воздействия отложений на рыб ограничивается пресноводными [3,4] и умеренными морскими и эстуарными системами [5].

В водных системах организмы в основном полагаются на химические и визуальные сигналы, чтобы узнать об их окружении, используя такие сигналы для принятия обоснованных решений о местонахождении поселения, оптимальных местах кормления, выборе партнера и избегании хищников [6]. Как визуальные, так и химические сигналы необходимы видам-жертвам для обнаружения потенциальных угроз и отличия хищников от нехищников [7]. Однако эти два типа кия отличаются своей доступностью и надежностью. Визуальные подсказки очень надежны в пространстве и времени, но недоступны в средах с визуальными препятствиями, такими как сложная среда обитания [8] или высокая мутность [9]. И наоборот, химические сигналы доступны всегда, но не так надежны в пространстве или времени; например, химические сигналы хищничества могут быть обнаружены далеко от хищника и спустя долгое время после того, как хищник ушел [7].Обычно прогнозируется, что зависимость от химических сигналов будет увеличиваться в условиях ограниченной видимости, так что организмы компенсируют снижение визуальной информации, увеличивая свою зависимость от химических сигналов [3,10]; эта «сенсорная компенсация» ранее была показана у толстоголовых гольянов [3], трехиглых колюшек [11] и плавунцов [12].

В контексте хищничества в водной среде химические сигналы тревоги (CAC) представляют собой химические вещества, непроизвольно высвобождаемые организмами из ряда таксонов в результате прямого механического повреждения кожи и информирующие ближайших сородичей о продолжающемся или недавнем событии хищничества . Было показано, что CAC вызывают открытое антихищное поведение, способствующее выживанию, у конспецифических организмов и близкородственных гетероспецифических организмов при обнаружении [7].

Мы ожидаем, что в будущих сценариях осадконакопления виды-жертвы могут увеличить свою зависимость от химических веществ, таких как CAC, чтобы компенсировать сокращение визуальной информации. Настоящее исследование проверило эту гипотезу «сенсорной компенсации», наблюдая за реакцией ласточки Acanthochromis polyacanthus , вида, повсеместно распространенного на Большом Барьерном рифе (GBR), на конспецифические CAC в различных условиях мутности.Рыб содержали при трех режимах мутности (чистая вода, низкая и высокая мутность) и отслеживали их поведенческие реакции на три различных химических сигнала; стимулы включали два сигнала, не связанных с риском (контроль морской воды и экстракт кожи дальнеродственной рыбы), и один сигнал риска (экстракт кожи сородича). В соответствии с гипотезой сенсорной компенсации мы прогнозируем, что реакция на химические сигналы риска должна усиливаться при снижении доступности визуальной информации (т. е. при увеличении мутности).

2. Материалы и методы

Acanthochromis polyacanthus представляет собой тропическую планктоноядную рыбу с широким распространением в Индо-Тихоокеанском регионе. Встречается во всех частях лагуны ББР, от внутреннего до внешнего барьера. Поведенческие анализы были проведены в мае 2010 г. на молоди A. polyacanthus (стандартная длина 28,8 ± 2,1 мм sd), выращенной в аквариуме Университета Джеймса Кука. Пресноводные меченосцы Xiphophorus helleri были получены от коммерческих заводчиков в качестве источников кожного экстракта для контроля поведенческих изменений, возникающих в результате воздействия экстракта любой травмированной рыбы.

Экстракты кожи готовили за 15 мин до каждого испытания; химические признаки собирали, делая 25 неглубоких вертикальных надрезов на каждом боку донора с помощью свежего лезвия скальпеля, промывая донора 15 мл фильтрованной морской воды и фильтруя раствор для удаления твердых частиц. В общей сложности 60 A. polyacanthus и 60 самок X. helleri были усыплены для производства киев.

Режимы мутности были получены путем предварительного смешивания каолиновой глины Eckalite (Imerys Minerals, Питтонг, Виктория, Австралия) с морской водой и перемешивания ее в испытательных резервуарах с получением трех обработок мутности: прозрачная (0 мг л ^-1 взвешенной глины) , низкая мутность (9 мг л ^-1 ) и высокая мутность (41 мг л ^-1 ), что эквивалентно 4.5, 8,8 и 24 NTU соответственно. Обработка низкой мутности сравнима с текущими скоростями седиментации на рифах, не затронутых деятельностью человека, в то время как высокий уровень мутности находится в пределах зарегистрированных скоростей седиментации для рифов, подвергшихся воздействию человека (10–100 мг л ⁻¹ , [13]). , и представляет собой самую высокую концентрацию отложений, при которой можно надежно отслеживать рыбу. Эти концентрации каолиновой глины существенно не изменили pH или жесткость воды, что может повлиять на передачу химической информации, такой как CAC [14]. После подготовки к помутнению особи A. polyacanthus были перемещены в испытательные резервуары и оставлены для акклиматизации на 2 часа.

Наблюдения за поведением проводились в 9-литровых аквариумах (30 × 20 × 15 см), наполненных 7,2 л морской воды и оборудованных аэрокамнем и терракотовым горшком диаметром 5 см, использовавшимся в качестве укрытия. К воздушному камню прикрепляли инъекционную трубку длиной 1 м для беспрепятственного введения стимулов. Сетка 6 × 4, размещенная под резервуаром, служила рамкой для измерения уровней активности во время испытаний.Резервуары были окружены черной пластиковой пленкой, чтобы визуально изолировать рыбу. Наблюдения проводились через наклонное зеркало, расположенное над резервуарами.

Рыбы подвергались воздействию одного из трех раздражителей (контроль морской воды, X. helleri контрольный экстракт кожи, A. polyacanthus сигнал тревоги) в одном из трех режимов мутности (ясный, низкий и высокий) в общей сложности девять обработок ( n = 20 за курс лечения). После инъекции 3 мл раствора Artemia , содержащего примерно 250 науплиев на миллилитр, поведение до и после стимула оценивали путем регистрации трех показателей активности в течение 5 минут: (i) пересечения линий: количество линий сетки пересеченных в течение каждого периода наблюдения, (ii) активное время: общее время (с), проведенное в активном плавании, и (iii) использование горизонтальной области: количество посещенных ячеек сетки.Снижение активности и использование площади являются обычными антихищными реакциями хищных рыб [7]. Постимульные наблюдения начинались после введения еще 3 мл Artemia и 15 мл предварительно приготовленного стимула (морская вода или экстракт кожи).

Испытания, в которых аномально низкие исходные уровни активности указывали на неправильную акклиматизацию рыб, были исключены из всех анализов ( n = 30). Влияние мутности на исходное поведение до стимула оценивалось во всех обработках с использованием однофакторного MANOVA. Затем данные были преобразованы в процентное изменение поведения между наблюдениями до и после стимула ((пост-до)/до) и использовались в качестве наших исходных данных для проверки эффектов мутности (отсутствие, низкий или высокий) и сигнала ( морская вода, гетероспецифический или конспецифический экстракт кожи) на реакции рыб против хищников с использованием двухфакторного MANOVA. Значительные эффекты были дополнительно исследованы с использованием ANOVA с последующим сравнением средних значений HSD Тьюки. Необработанные данные соответствовали предположениям параметрического теста. Дополнительные сведения о содержании рыб, подготовке стимулов, экспериментальной установке, процедурах поведенческого анализа и статистическом анализе см. в электронных дополнительных материалах.

3. Результаты

Поведение до стимула значительно различалось при обработках по помутнению (кривая Пиллаи: F _{6 292} = 4,4, p < 0,001, 4 n 900 значимая разница в линии 905) кресты ( F _2,147 = 4,7, p = 0,010; ). Исходное количество пересечений линий для обработки с низкой мутностью было выше, чем для обработки с высокой мутностью, но ни одно из них не отличалось существенно от обработки с чистой водой.

Исходное количество пересечений линий (за 5 мин) для молоди Acanthochromis polyacanthus в каждом состоянии мутности. Буквы обозначают группы из HSD Тьюки, означающие сравнения.

Двухфакторный MANOVA выявил значительную взаимосвязь между мутностью и сигналом (Pillai's Trace: F _12,423 = 2,3, p = 0,008, n = 150; ) на ответы антихищников A. polyacanthus. . Этот многофакторный эффект был обусловлен в основном разницей во времени активности ( F _4,141 = 3.1, p = 0,0178). Взаимодействие возникло из-за того, что мутность влияла на поведение рыб, подвергшихся воздействию CAC ( F _2,48 = 3,8, p = 0,030), но не на поведение рыб, подвергшихся воздействию двух контрольных раздражителей ( F _{2, 49} = 0,6, p = 0,570 для морской воды, F _2,44 = 1,8, p = 0,182 для экстракта кожи X. helleri ). Рыбы в условиях высокой мутности демонстрировали реакции защиты от хищников в два раза сильнее, чем у рыб, содержащихся в чистоте (HSD Tukey, p < 0.006) и вода с низкой мутностью (Тьюки HSD, p < 0,003; b ).

Процентное изменение (±se) в ( a ) пересечениях линий, ( b ) времени активности и ( c ) горизонтальном использовании площади по сравнению с базовой линией до стимула для рыбы, содержащейся на одном из трех уровней мутности и воздействие морской воды (белые столбцы), гетероспецифических кожных экстрактов (светло-серые столбцы) или конспецифических химических сигналов тревоги (темно-серые столбцы). Буквы на диаграмме ( b ) обозначают группы из сравнения средних значений HSD Тьюки.

4. Обсуждение

Усиленное антихищное поведение рыб, подвергшихся воздействию конспецифических CAC в условиях высокой мутности, подтверждает гипотезу «сенсорной компенсации». Реакция антихищников была значительно выше при обработке с высокой мутностью по сравнению с обработкой чистой водой для активного времени, в то время как использование площади и пересечения линий показали аналогичные, хотя и незначительные тенденции. Эти результаты показывают, что в ситуациях, когда визуальные сигналы скомпрометированы, жертва будет усиливать свою реакцию на химическую информацию, как это было обнаружено в сценариях выбора партнера [11].Значительное влияние мутности на антихищное поведение морской рыбы, выявленное здесь, подтверждает предыдущие исследования пресноводных рыб при аналогичной мутности [3] и когда визуальная информация была снижена из-за сложности среды обитания [15], а не из-за мутности.

Хотя сигналы тревоги могут быть ненадежными во времени и пространстве, отсутствие визуальных сигналов, информирующих о личности или местоположении хищника, приводило к осторожному принятию решений, т. е. усилению антихищного поведения [15]. Согласно гипотезе «сенсорной компенсации», A.polyacanthus увеличил свою зависимость от химических веществ для оценки риска нападения хищников в ситуациях, когда визуальная информация была ограничена. Более тонкие детали оценки риска при промежуточной мутности еще предстоит прояснить, и мы призываем к дальнейшей работе над возможностью дифференцированных ответов или поведенческих порогов в этой системе.

Различия в базовом поведении предполагают, что в долгосрочной перспективе приспособленность хищной рыбы может пострадать от условий высокой мутности [4,5], при этом снижение уровней активности, вероятно, соответствует снижению скорости кормления [7] и, следовательно, более низкой энергии выделение на рост и размножение [5].Воздействие наносов может оказаться особенно пагубным для приспособленности рыб, если сезонные пики мутности и последующее снижение кормодобывающей активности совпадают с уязвимыми стадиями онтогенеза рифовых рыб (согласно Cushing [16]).

Хотя будущие сценарии осадконакопления могут привести к значительному снижению уровня активности этой морской рыбы и снижению приспособленности организма из-за уменьшения запасов энергии [5], A. polyacanthus может усилить свою зависимость от химических сигналов, достаточных для компенсации снижение остроты зрения, тем самым повышая шансы рыбы-жертвы на выживание при столкновении с хищниками, поскольку было показано, что способность распознавания хищника посредством визуальной идентификации снижается с повышением уровня мутности [17]. Следовательно, сенсорная компенсация может повысить выживаемость организма, потенциально уравновешивая некоторые потери приспособленности, вызванные глобально меняющимися условиями окружающей среды.

Благодарности

Животные были подвергнуты эвтаназии в соответствии с протоколом JCU по уходу за животными A1512. Финансирование было предоставлено стипендией Дороти М. и Мориса К. Шапиро для путешествий SML, Центром передового опыта ARC по изучению коралловых рифов для MIM. и NSERC и Университет Саскачевана в M.C.O.F.

Ссылки

1. Wilkinson C.R. 1999. Глобальные и локальные угрозы функционированию и существованию коралловых рифов: обзор и прогнозы. Мар. Пресноводный Рез. 50, 867–87810.1071/MF99121 (doi:10.1071/MF99121) [CrossRef] [Google Scholar]5. Сиглер Дж. В., Бьорн Т. С., Эверест Ф. Х. 1984. Влияние хронической мутности на плотность и рост стальноголового лосося и кижуча. Транс. Являюсь. Рыбы. соц. 113, 142–150 [Google Scholar]7. Феррари М.К.О., Визенден Б.Д. , Чиверс Д.П. 2010. Химическая экология взаимодействий хищник-жертва в водных экосистемах: обзор и проспект.Может. Дж. Зул. 88, 698–72410.1139/Z10-029 (doi:10.1139/Z10-029) [CrossRef] [Google Scholar]8. Рилов Г., Фигейра В. Ф., Лайман С. Дж., Краудер Л. Б. 2007. Сложные среды обитания не всегда могут принести пользу добыче: связь поля зрения с поведением и распределением рифовых рыб. Мар. Экол. прог. сер. 329, 225–23810.3354/meps329225 (doi:10.3354/meps329225) [CrossRef] [Google Scholar]9. Абрахамс М., Каттенфельд М. 1997. Роль мутности как ограничения взаимодействия хищник-жертва в водной среде. ПоведениеЭкол. Социобиол. 40, 169–17410.1007/s002650050330 (doi:10.1007/s002650050330) [CrossRef] [Google Scholar]10. Лима С.Л., Стейри Т.Д. 2005. Восприятие риска хищничества: основа несмертельных взаимодействий хищник-жертва. В «Экологии взаимодействия хищник-жертва» (ред. Барбоза П., Кастелланос И.), стр. 166–188 Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета [Google Scholar]14. Браун Г. Э., Джеймс К., Адриан Дж., Льюис М. Г., Тауэр Дж. М. 2002. Влияние пониженного pH на химические сигналы тревоги у остариофизанских рыб.Может. Дж. Фиш. Аква. науч. 59, 1331–133810.1139/f02-104 (doi:10.1139/f02-104) [CrossRef] [Google Scholar]15. Голуб Дж. Л., Верметт В., Браун Г. Э. 2005. Реакция семян тыквы на конспецифические и гетероспецифические сигналы тревоги в простых и сложных средах обитания: полевая проверка онтогенетического сдвига. Дж. Фиш Биол. 66, 1073–108110.1111/j.1095-8649.2005.00658.x (doi:10.1111/j.1095-8649.2005.00658.x) [CrossRef] [Google Scholar]17. Феррари М.К.О., Лысак К.Р., Чиверс Д.П. 2010. Мутность как экологическое ограничение для распознавания и обобщения изученного хищника у рыбы-жертвы.Аним. Поведение 79, 515–51910.1016/j.anbehav.2009.12.006 (doi:10.1016/j.anbehav.2009.12.006) [CrossRef] [Google Scholar]

Полное руководство по измерению мутности воды

Мутность является одним из наиболее общие и интуитивные качества воды. Первое, что мы замечаем в воде, это то, насколько она мутная (или нет). Однако за облачностью скрываются некоторые важные последствия. Мутность может повлиять на все: от того, как обеззараживается вода, до качества наших озер, океанов и ручьев.

В этом руководстве мы рассмотрим, что такое мутность, причины ее измерения, варианты тестирования и советы по получению наиболее точных результатов.

1. Что такое мутность?
2. Выбор мутномера
3. Стандарты мутности
4. Шесть советов по точному измерению мутности

Что такое мутность?

В своей простейшей форме мутность — это просто мутность воды. Облачность обычно возникает из-за взвешенных в воде частиц, которые мы не можем видеть по отдельности.Эти частицы могут быть водорослями, грязью, минералами, белками, маслами или даже бактериями.

Мутность — это оптическое измерение, указывающее на наличие взвешенных частиц. Он измеряется путем пропускания света через образец и количественного определения концентрации взвешенных частиц. Чем больше частиц в растворе, тем выше мутность.

Важно отметить, что хотя мутность коррелирует с взвешенными твердыми частицами, измерение мутности не равнозначно измерению общего количества взвешенных твердых частиц (TSS).Измерения TSS являются гравиметрическими, которые количественно определяют массу твердых веществ, взвешенных в образце, выполняемых путем взвешивания отделенных твердых веществ.

Значение мутности

Мутность — эталонный параметр качества воды во всех средах, от муниципального предприятия питьевой воды до мониторинга окружающей среды.

Основной целью очистки питьевой воды является удаление и снижение мутности. На протяжении всего процесса очистки мутность измеряется на нескольких этапах, чтобы определить эффективность очистки и обеспечить соответствие государственным нормам.Взвешенные вещества (почва, водоросли и т.д.) в воде снижают эффективность дезинфицирующих средств и могут выступать переносчиками бактерий и паразитов.

На эти взвешенные частицы указывает вода, которая кажется слегка мутной и имеет высокое значение мутности. Даже без мутности, снижающей эффективность хлорирования, общая прозрачность воды является показателем качества, убеждающим потребителя в ее безопасности. Ведь никому не хочется пить мутную воду из-под крана!

Мутность имеет большое значение в мониторинге окружающей среды, где мутность воды может указывать на загрязнение.Например, после ураганов стоки с сельскохозяйственных, лесозаготовительных и строительных площадок могут быстро затопить естественные воды наносами. Это может нарушить водную жизнь, которая обитает на дне воды, что потребует дноуглубительных работ для восстановления.

Воздействие строительных площадок настолько велико, что Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) требует, чтобы многие строительные площадки площадью более одного акра следили за мутностью после сильных ураганов, чтобы убедиться, что они соответствуют своим разрешениям.

Помимо питьевой воды, сточных вод и использования в окружающей среде, измерение мутности полезно на винодельнях, а также в других местах в пищевой промышленности и производстве напитков.

Как измеряется мутность?

Существует множество методов измерения мутности. В качестве измерения того, насколько мутна вода, мы можем использовать все, от визуальных методов до полномасштабных измерителей для ее количественной оценки.

Некоторые визуальные методы идеально подходят для быстрого использования в полевых условиях, например, диск Секки.Он состоит из диска, который опускают в воду до тех пор, пока он не перестанет быть видимым. Глубина, на которой диск не виден, называется глубиной Секки. Этот метод является субъективным и лучше всего работает в малоподвижных природных водах с низкой мутностью.

Лучшим способом измерения мутности в самых разных пробах является использование нефелометра, также известного как мутномер. В измерителях мутности используется световой и фотодетектор для измерения светорассеяния и считывания в единицах мутности, таких как нефелометрические единицы мутности (NTU) или формазиновые единицы мутности (FTU).

Как уменьшить мутность?

Большая часть усилий по снижению мутности направлена ​​на предотвращение стоков. Однако предприятия по производству питьевой воды и очистке сточных вод обрабатывают сырую воду для снижения мутности. Правила установлены для того, чтобы гарантировать безопасную питьевую воду и эффективность процесса. Одним из первых этапов процесса очистки питьевой воды является удаление из воды взвешенных частиц.

Для осветления воду смешивают с коагулянтом, например квасцами.Почва и другие частицы имеют отрицательный заряд и отталкиваются друг от друга, в результате чего образуются дисперсные мелкие частицы. Добавление квасцов нейтрализует взвешенный материал, так что частицы собираются вместе, образуя более крупные частицы, известные как «хлопья». Затем вода проходит через отстойник, где фильтрующий материал удаляет хлопья.

Если сырая вода естественно менее мутная (как правило, подземные воды), то процесс отстаивания может быть сокращен, что экономит время и деньги. После удаления большей части растворенных частиц вода проходит через конечный фильтр, удаляющий до 99%. 5% оставшихся взвешенных веществ.

USEPA требует, чтобы 95% питьевой воды в течение одного месяца имели показатель мутности менее 0,5 NTU, и чтобы ни одна проба не превышала 5 NTU в любой момент времени.

Выбор мутномера

Измерители мутности — это устройства, в которых источник света, линза и детектор расположены под углом 90° к источнику света и работают вместе для измерения мутности пробы. Когда образец помещается на путь между источником света и детектором, некоторые частицы в образце рассеивают свет таким образом, что он достигает детектора под углом 90°.Детектор определяет степень рассеяния света и сравнивает показания со стандартами на калибровочной кривой.

Некоторые измерители включают еще один детектор на 180° для учета проходящего света. Это может помочь с образцами с высокой мутностью для коррекции потери света из-за затухания и обратного рассеяния (отражения). Измерения мутности при 90° и 180° называются методом отношений.

Когда у вас есть измеритель мутности, проводить измерения мутности несложно и требует всего несколько простых шагов:

1. Откалибруйте глюкометр со стандартными кюветами.
2. Заполните кювету своим образцом.
3. Очистите кювету снаружи и при работе с образцами с очень низкой мутностью используйте силиконовое масло снаружи кюветы.
4. Поместите кювету внутрь глюкометра и снимите показания.
   

Стандарты мутности

Стандарты мутности являются не менее важной частью измерения. Большинство современных стандартов мутности изготавливаются из формазина, синтетического полимера с одинаковым размером частиц.Полимер изготовлен из гидразина и гексаметилентетрамина. Консистенция этого соединения привела к его принятию почти всеми организациями по стандартизации, такими как ISO, EPA и ASBC. Мутность суспензии 1,25 мг/л гидразинсульфата и 12,5 мг/л гексаметилентетрамина в воде составляет одну формазиновую единицу мутности (FTU).

Большинство других единиц мутности основаны на FTU, но различаются в зависимости от используемого метода. Есть много разных единиц, но вот несколько примеров:

• Нефелометрические единицы измерения мутности (NTU): единица, равная FTU, но измеряемая с использованием конструкции измерителя мутности, соответствующей стандартам EPA.
• Нефелометрическая мутность Единица соотношения (NTRU): единица на основе EPA, в которой используется метод соотношения для определения мутности.
• Формазиновые нефелометрические единицы (FNU), эквивалентные FTU, но измеренные с использованием стандартов ISO 7027 для конструкции расходомера
• Американское общество химиков-пивоваров (ASBC-FTU): использует стандарты ASBC для конструкции измерителя мутности.

При выборе мутномера важно решить, какой метод вы, скорее всего, будете использовать.Существует множество различных конструкций измерителей мутности, но наиболее распространенными являются две: те, которые соответствуют EPA 180.1, и те, которые соответствуют ISO 7027.

Важно отметить, что счетчики не утверждаются этими органами индивидуально. Вместо этого они просто соответствуют требованиям, установленным этими стандартами.

Мутномеры, соответствующие требованиям EPA

Измерители

, соответствующие требованиям EPA, соответствуют стандартному методу 180. 1, стандарту для определения мутности в пробах питьевой, грунтовой, поверхностной, сточной и морской воды.Лучше всего он работает в диапазоне 0-40 NTU, что делает его идеальным для образцов с низким диапазоном.

 Кроме того, к этим приборам предъявляются следующие требования (выдержка из Методы определения неорганических веществ в пробах окружающей среды ):

• Источник света на вольфрамовой лампе с цветовой температурой 2200-3000°К.
• Расстояние, пройденное падающим и рассеянным светом в пробирке с образцом: общее не должно превышать 10 см.
Детектор
• : центрирован под углом 90° к пути падающего света и не должен превышать ±30° от 90°.Детектор и система фильтров, если они используются, должны иметь спектральную пиковую характеристику в диапазоне от 400 до 600 нм.
• Чувствительность прибора должна позволять обнаруживать разницу мутности 0,02 NTU или менее в водах с мутностью менее 1 единицы.

В соответствии с этими требованиями счетчики, соответствующие требованиям EPA:

(+) Отлично подходит для измерений малых диапазонов, таких как питьевая вода
(+) Соответствует стандартам EPA для отчетности по использованию
(–) Плохо работает с окрашенными образцами из-за поглощения белого света

Измерители мутности, соответствующие стандарту ISO

Измерители мутности, соответствующие стандарту, являются следующим наиболее распространенным типом мутномеров. Эти счетчики имеют аналогичные требования EPA, но имеют несколько ключевых отличий:

• Длина волны источника «света» должна быть инфракрасным светодиодом с длиной волны 860 нм. Обратите внимание, что технически это не видимый свет, а скорее инфракрасное излучение (ИК).
• Спектральная ширина полосы падающего излучения должна быть меньше или равна 60 нм

Приборы, соответствующие стандарту ISO, также имеют детекторы света, расположенные приблизительно под углом 90° к источнику излучения, хотя метод также поддерживает использование детекторов под другими углами для определения количества света, ослабленного образцом (т.е. при 0°). Всего:

(+) Измерители ISO используют инфракрасный светодиод, который устраняет помехи из-за цвета пробы
(+) Поддержка метода отношения позволяет повысить точность проб с более высокой мутностью
(–) Не допускается Агентством по охране окружающей среды США для отчетности

Независимо от того, какой тип измерителя вы выберете, обязательно проконсультируйтесь с любым регулирующим органом, если значения мутности предназначены для целей отчетности. Оба типа расходомеров могут использовать стандарт формазина или коммерчески доступный стандарт AMCO-AEPA-1.

Шесть советов по точному измерению мутности

Теперь, когда вы знаете, как проводить измерения и какие виды измерителей существуют, мы рассмотрим некоторые из передовых методов проверки мутности:

1. Начните с хороших кювет

Как мы уже говорили, при измерении мутности мы измеряем мутность пробы, вызванную взвешенными твердыми частицами. Для этого у нас должен быть сосуд для нашего образца. Как и в случае с колориметрическими тестами на хлор или ХПК, мы используем ячейки или кюветы для содержания нашего образца.

Кюветы

являются важной частью уравнения, поскольку свет проходит через них точно так же, как через образец. Убедитесь, что ваши кюветы чистые и не имеют царапин. Царапины будут мешать прохождению света через стекло, что приведет к ложно завышенным результатам.

К счастью, исправить это так же просто, как заменить все кюветы с пятнами или видимыми царапинами.

2. Смажьте кюветы

Так же, как видимые царапины и дефекты на стекле могут повлиять на ваши показания мутности, небольшие незаметные дефекты также могут повлиять на ваши результаты мутности.Эти, казалось бы, микроскопические царапины особенно важны, если вы измеряете образцы в нижнем диапазоне, например, с питьевой водой.

Силиконовое масло

можно использовать для маскировки мелких дефектов стекла. Силиконовое масло имеет тот же показатель преломления, что и стекло, поэтому оно не будет мешать показаниям. Просто возьмите несколько капель масла, добавьте его в кювету, а затем тщательно протрите кювету безворсовой тканью. Если все сделано правильно, кювета должна казаться практически сухой без видимого масла.

Важно отметить, что силиконовое масло эффективно только для заполнения незначительных дефектов стекла. Крупные видимые царапины следует рассматривать как сигнал к замене стекла.

3. Использование свежих стандартов мутности

Мы все можем согласиться с тем, что ключом к получению точных результатов является точная калибровка, а точная калибровка основывается на надежных стандартах.

Хотя современные стандарты на основе формазина более стабильны и надежны, чем те, которые использовались исторически, они все же являются скоропортящимися.Методы EPA гласят, что стандартные запасы формазина (на 40 NTU), производимые собственными силами, должны готовиться ежемесячно, а любые разведения из этого стандарта должны готовиться ежедневно. После этого стандарты формазина имеют тенденцию коагулировать и оседать на дно контейнера.

Чтобы сэкономить время, ищите первичные эталоны AMCO-AEPA-1, которые имеются в продаже и подходят для вашего измерителя. В идеале эти стандарты должны поставляться в виде набора в предварительно запечатанных флаконах, которые можно легко поместить в кювету.Стандарты AMCO также гораздо более стабильны при хранении, чем стандарты формазина домашнего приготовления, что позволяет использовать их в течение многих лет (около 3 лет). Ищите те, у которых есть сертификат анализа (COA) и срок годности для душевного спокойствия.

4. Очистка кюветы

Мы все оставили какую-то посуду, лабораторную или другую, на потом, но точно не делайте этого с вашими мутными ячейками! Пятна на кювете могут поглощать свет или рассеивать его, что приводит к измерению мутности вашего грязного стекла и вашего образца. Крайне важно, чтобы ячейки мути были особенно чистыми.

Если на стекле образовались пятна, используйте разбавленную кислоту или другое чистящее средство для удаления пятен. После очистки обязательно промойте датчики мутности водой без мути, например, деионизированной водой высокой чистоты, профильтрованной через фильтрующую мембрану ≤ 0,2 мкм.

5. Использование метода отношений

По мере увеличения количества взвешенных частиц в образце образец имеет тенденцию рассеиваться, а также поглощать и отражать свет. Этот «потерянный» свет может привести к тому, что измерения мутности будут отличаться от фактических значений.

Вы можете решить проблему высокой мутности проб двумя способами. Один из способов сделать это — разбавить сильно мутные образцы водой без мути. После разбавления образцы измеряются как обычно, а затем корректируются с помощью коэффициента разбавления. EPA 180.1 требует разбавления для любых образцов выше 40 NTU перед измерением.

Еще один способ компенсировать обратное рассеяние или ослабление света — использовать метод соотношения. Многие измерители оснащены другими детекторами различных углов для определения и компенсации потерянного света.Проекты, использующие эти методы, соответствуют Стандартному методу 2130B и Временным правилам улучшенной очистки поверхностных вод USEPA.

6. Избегайте образования конденсата на кюветах

Наконец, на мутность может влиять конденсация. Со временем на стекле может образоваться конденсат, особенно если ваши образцы очень холодные. Конденсат на внешней стороне стекла закрывает свет от ваших образцов, вызывая ошибочные показания мутности.

Этого можно избежать, просто периодически протирая кюветы чистой безворсовой тканью.Смазывание кюветы маслом помогает уменьшить образование конденсата, но важно помнить об этой, казалось бы, незначительной детали.

 

Влияние мутности на плавательные способности золотого сиятеля, Notemigonus crysoleucas на JSTOR

Абстрактный

Из многих факторов окружающей среды, которые могут повлиять на эффективность плавания и критическую скорость плавания (Ucrit), мутности уделяется относительно мало внимания. Цель этого исследования состояла в том, чтобы изучить влияние мутности на плавательные способности золотого шайнера (Notemigonus crysoleucas) посредством анализа критической скорости плавания.Было обнаружено, что мутность влияет на критическую скорость плавания; критическая скорость плавания значительно увеличивалась с ростом значений мутности. При самых высоких уровнях мутности, о которых сообщается в этой статье, у Golden Shiner наблюдалось увеличение критической скорости плавания на 56,5% по сравнению с контрольной группой, плавающей в чистой воде. Мы также наблюдали увеличение эффективности плавания и стоимости транспорта с увеличением мутности. Мы предполагаем, что гидродинамический эффект может быть наиболее вероятным объяснением повышения производительности и эффективности плавания, наблюдаемого в этом исследовании.

Информация о журнале

Copeia — авторитетный во всем мире, широко цитируемый ежеквартальный журнал, в котором публикуются оригинальные исследования рыб, амфибий и рептилий с упором на систематику, экологию, охрану природы, поведение, генетику, морфологию и физиологию.

Информация об издателе

Американское общество ихтиологов и герпетологов занимается научное изучение рыб, амфибий и рептилий.Основные акценты Обществу предстоит увеличивать знания об этих организмах, распространять это знание через публикации, конференции, симпозиумы и другие средства, а также поощрять и поддерживать молодых ученых, которые добьются будущих успехов в этих полях. Программы Американского общества ихтиологов и Герпетологи являются частью глобальных усилий по интерпретации, пониманию и сохранению природного разнообразия Земли и способствовать разумному использованию природных ресурсов на долгосрочную пользу человечества.

Температура воды – Системы измерения окружающей среды

Что такое температура воды?

Температура воды — это физическое свойство, выражающее, насколько горячей или холодной является вода. Поскольку горячее и холодное являются произвольными терминами, температура может быть дополнительно определена как измерение средней тепловой энергии вещества ⁵ . Тепловая энергия — это кинетическая энергия атомов и молекул, поэтому температура, в свою очередь, измеряет среднюю кинетическую энергию атомов и молекул ⁵ .Эта энергия может передаваться между веществами в виде потока тепла. Теплопередача, будь то воздух, солнечный свет, другой источник воды или тепловое загрязнение, может изменить температуру воды.

Температура воды играет важную роль в качестве водной жизни и среды обитания. Тепловой поток и колебания температуры определяют, какие виды будут жить и процветать в водоеме.

Температура воды была определена Дж. Р. Бреттом как «главный абиотический фактор» из-за ее воздействия на водные организмы ¹⁵ .Что это означает для озер, рек и океанов?

Почему важна температура воды

Температура воды влияет почти на все остальные параметры качества воды.

Температура является важным фактором, который следует учитывать при оценке качества воды. Помимо собственных эффектов, температура влияет на ряд других параметров и может изменять физические и химические свойства воды. В связи с этим температура воды должна учитываться при определении ⁷ :

– Скорость метаболизма и продукция фотосинтеза
– Токсичность соединений
– Концентрации растворенного кислорода и других растворенных газов
– Проводимость и соленость
– Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)
– pH
– Плотность воды

Температура воды и водная жизнь

Скорость метаболизма водных организмов увеличивается по мере повышения температуры воды.

Сама по себе температура воды может влиять на скорость метаболизма и биологическую активность водных организмов ¹⁴ . Как таковой он влияет на выбор мест обитания разнообразных водных организмов ⁸ . Некоторые организмы, особенно водные растения, процветают при более высоких температурах, в то время как некоторые рыбы, такие как форель или лосось, предпочитают более холодные ручьи ⁸ .

Исследования показали прямую зависимость между скоростью метаболизма и температурой воды. Это происходит потому, что многие клеточные ферменты более активны при более высоких температурах ¹⁸ .Для большинства рыб повышение температуры воды на 10°C приблизительно удвоит скорость физиологических функций ¹⁶ . Некоторые виды могут справиться с этим увеличением скорости метаболизма лучше, чем другие. Повышение метаболической функции можно заметить по частоте дыхания и реакции пищеварения у большинства видов. Увеличение частоты дыхания при более высоких температурах приводит к повышенному потреблению кислорода, что может быть вредным, если частота дыхания остается повышенной в течение длительного периода времени. Кроме того, температура выше 35°C может начать денатурировать или разрушать ферменты, снижая метаболическую функцию ¹⁸ .

Колебания температуры также могут влиять на выбор поведения водных организмов, например, переход в более теплую или более холодную воду после кормления, реакции хищник-жертва и режимы отдыха или миграции ¹⁶ . Некоторые виды акул и скатов даже во время беременности ищут более теплые воды ¹⁶ .

Температура влияет на скорость фотосинтеза различных водорослей.

На растения также влияет температура воды. В то время как некоторые водные растения переносят более прохладную воду, большинство предпочитает более теплые температуры ¹⁷ .Тропические растения, в частности, будут демонстрировать ограниченный рост и период покоя при температуре воды ниже 21°C ¹⁷ . В то время как покой подходит для выживания в холодную зиму, для процветания большинства растений требуются более высокие температуры.

Температура также может подавлять дыхание растений и фотосинтез ¹⁴ . В целом, фотосинтез водорослей будет увеличиваться с повышением температуры, хотя разные виды будут иметь разные пиковые температуры для оптимальной фотосинтетической активности ¹⁴ .Выше и ниже этой температуры фотосинтез будет снижен.

Токсичность соединений и температура воды

Температура воды может играть роль в переходе между аммонием и аммиаком в воде.

Помимо воздействия на водные организмы, высокие температуры воды могут повышать растворимость и, следовательно, токсичность некоторых соединений ¹ . Эти элементы включают тяжелые металлы, такие как кадмий, цинк и свинец, а также такие соединения, как аммиак ^19,20 .Температура воды может не только повышать растворимость токсичных соединений, но и влиять на предел толерантности организма ¹⁹ . Смертность от цинка значительно выше при температуре выше 25°C, чем при температуре ниже 20°C ¹⁹ . Это происходит потому, что проницаемость тканей, скорость метаболизма и потребление кислорода увеличиваются с повышением температуры воды ¹⁹ . В одном исследовании на лабеобата 24-часовая 50% летальная концентрация (LC50) при 15°C составляла 540 мг/л, а при 30°C LC50 снижалась до 210 мг/л ¹⁹ .

Концентрация растворенного кислорода зависит от температуры. Чем теплее вода, тем меньше кислорода она может удерживать.

Аммиак известен своей токсичностью при высоких уровнях pH, но температура также может влиять на концентрацию критерия острого и хронического состояния ²¹ . При низких температурах и нейтральном pH следующее уравнение остается сдвинутым влево, что дает нетоксичный ион аммония:

Nh4 + h3O <=> Nh5+ + OH-

Однако при повышении температуры на каждые 10 °C соотношение неионизированного аммиака в аммиачные двойники ²¹ .В 2013 году EPA определило, что критерий максимальной концентрации для пресноводных видов составляет 17 мг/л общего аммиачного азота (включая как Nh4, так и Nh5+) из-за его потенциального скачка токсичности при более высоких значениях pH и температуры ²¹ .

Растворенный кислород и температура воды

Растворимость кислорода и других газов будет уменьшаться при повышении температуры ⁹ . Это означает, что более холодные озера и ручьи могут содержать больше растворенного кислорода, чем более теплые воды. Если вода слишком теплая, в ней не будет достаточно кислорода для выживания водных организмов.

Проводимость и температура воды

Температура воды может влиять на проводимость двумя способами. Поскольку проводимость измеряется электрическим потенциалом ионов в растворе, на нее влияют концентрация, заряд и подвижность этих ионов ¹¹ .

Температура воды влияет на вязкость, которая, в свою очередь, влияет на ионную активность и проводимость.

Ионная подвижность зависит от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры ¹³ . Вязкость относится к способности жидкости сопротивляться течению ²³ .Чем она более вязкая, тем менее текучая; патока и ртуть более вязкие, чем вода. Обратная зависимость между температурой и вязкостью означает, что повышение температуры приведет к уменьшению вязкости ¹⁴ . Уменьшение вязкости воды увеличивает подвижность ионов в воде. Таким образом, повышение температуры увеличивает проводимость ¹¹ .

Проводимость увеличивается примерно на 2-3% при повышении температуры на 1°C, хотя в чистой воде она увеличивается примерно на 5% на каждый 1°C ¹¹ .Именно из-за этой вариации многие профессионалы используют стандартизированное сравнение проводимости, известное как удельная проводимость, с поправкой на температуру 25°C ¹⁰ .

Многие соли лучше растворяются при более высоких температурах.

Второй способ влияния температуры на электропроводность – концентрация ионов. Многие соли лучше растворяются при более высоких температурах ²² . Когда соль растворяется, она распадается на соответствующие ионы. Поскольку теплая вода может растворять некоторые минералы и соли легче, чем холодная вода, концентрация ионов часто выше ⁹ .Повышенное содержание минералов и ионов можно заметить в природных горячих источниках, которые рекламируют свои «целебные» свойства ⁵⁰ . Эти растворенные растворенные вещества часто называют общими растворенными твердыми веществами или TDS ¹² . TDS относится ко всем ионным частицам в растворе размером менее 2 микрон ²⁴ . Эти соли и минералы попадают в воду из горных пород и отложений, контактирующих с ней. По мере их растворения и увеличения концентрации ионов увеличивается и проводимость воды.

Скорость увеличения проводимости зависит от солей, присутствующих в растворе ²² . Растворимость KCl увеличится с 28 г KCl/100 г ч30 при 0°C до 56 г KCl/100 г ч30 при 100°C, в то время как растворимость NaCl увеличится только с 35,6 г до 38,9 г NaCl/100 г ч30 в том же диапазоне температур. . Кроме того, есть несколько солей, которые становятся менее растворимыми при более высоких температурах, что отрицательно влияет на проводимость ²² .

Окислительно-восстановительный потенциал и температура воды

Температура воды влияет на ОВП, но в какой степени трудно определить в полевых условиях.Окислительно-восстановительные соединения в калибровочных растворах известны количественно, поэтому можно измерить влияние температуры. Окислительно-восстановительный потенциал

, известный как ОВП, также зависит от температуры. Влияние температуры на значения ОВП зависит от химических соединений (атомов, молекул и ионов), присутствующих в растворе ²⁵ . Графики температурной зависимости обычно доступны для калибровочных растворов, но не для полевых образцов ²⁵ .

Отсутствие данных связано с трудностью идентификации и измерения всех окислительно-восстановительных видов, которые могут присутствовать в любом конкретном источнике воды.Поскольку эти виды трудно узнать и количественно определить в исследованиях окружающей среды, большинство электродов ОВП не будут автоматически компенсировать температуру. Тем не менее, температура все же может изменить показания, и ее следует записывать при каждом измерении, учитываемом при анализе данных ²⁶ .

pH и температура воды

Температура воды может изменять количество присутствующих ионов, изменяя pH раствора, не делая его более кислым или щелочным.

pH рассчитывается по количеству ионов водорода в растворе.При рН 7 ионы водорода и гидроксила имеют равные концентрации, 1 x 10-7 М, что делает раствор нейтральным ²⁷ . Однако эти концентрации справедливы только при 25°C. По мере повышения или понижения температуры концентрация ионов также будет меняться, что приведет к смещению значения pH ²⁷ . Эта реакция объясняется принципом Ле Шателье. Любое изменение в системе, находящейся в равновесии, например добавление реагента или изменение температуры, приведет к смещению системы до тех пор, пока она снова не достигнет равновесия ²⁸ .
Уравнение:

h30 H+ + OH-

является экзотермической реакцией ²⁸ . Это означает, что если температура воды увеличится, уравнение сместится влево, чтобы снова достичь равновесия. Сдвиг влево уменьшает ионы в воде, увеличивая рН. Точно так же, если бы температура понизилась, уравнение сместилось бы вправо, увеличив концентрацию ионов и уменьшив pH.

pH чистой воды меняется в зависимости от температуры, оставаясь совершенно нейтральным.Чистая вода имеет только pH 7,0 при 25 градусах Цельсия.

Однако это не означает, что изменение температуры сделает раствор более кислым или щелочным. Поскольку соотношение ионов водорода и гидроксила остается неизменным, кислотность воды не меняется с температурой ²⁸ . Вместо этого смещается весь диапазон pH, так что нейтральная вода будет иметь значение, отличное от 7. Чистая вода останется нейтральной при 0°C (pH 7,47), 25°C. (рН 7,00) или 100°С. (рН 6,14).

Плотность и температура воды

Температура воды и плотность воды напрямую связаны.По мере повышения или понижения температуры воды плотность воды будет изменяться. Это уникальное соотношение заключается в том, что в отличие от большинства материалов плотность чистой воды уменьшается примерно на 9% при замерзании ²⁹ . Вот почему лед расширяется и плавает на поверхности воды. Чистая вода также уникальна тем, что достигает максимальной плотности 1,00 г/мл при 4°C ²⁹ . Вода при температурах выше и ниже этой, включая перегретую и переохлажденную воду, будет плавать на воде с температурой 4°C.

Айсберги — яркий пример того, как лед плавает на поверхности воды.Фотография предоставлена ​​Национальной океанской службой NOAA через Flickr

Температурные точки пресной воды

Вода имеет наибольшую плотность при температуре 4 градуса по Цельсию и наименьшую плотность в твердой форме в виде льда.

Точка максимальной плотности особенно важна в пресной воде. Если бы вода была наиболее плотной при точке замерзания (0 °C), то она опустилась бы на дно, замораживая водоем снизу вверх и убивая все живущие в нем организмы ²⁹ . Вместо этого это свойство гарантирует, что дно водоема останется при температуре не менее 4°C и, таким образом, не замерзнет ³⁰ .Таким образом, соотношение температуры и плотности создает схему конвекции воды по мере ее охлаждения. Когда температура поверхностных вод приближается к температуре максимальной плотности, они опускаются и замещаются более теплой и легкой водой ⁴² . Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода не станет равномерно холодной. Любая вода холоднее этой точки будет плавать поверх более плотной воды. Эта схема конвекции позволяет смешивать воду как более теплую, так и более холодную, чем 4°C (и потенциально с различной концентрацией растворенного кислорода) ³⁰ .Этот процесс происходит сезонно в голомиктических (перемешивающихся) озерах, когда температура воды (и, следовательно, другие параметры) достигают равновесия ¹⁴ .

Температурные точки соленой воды

Температура замерзания и максимальная плотность снижаются по мере увеличения уровня солености.

Важно отметить, что соленость влияет не только на плотность воды, но и может сдвигать максимальную плотность и температуру замерзания воды. По мере увеличения концентрации соли и максимальная плотность, и температура замерзания будут уменьшаться ¹⁴ .Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу) и имеет сдвинутую максимальную плотность -3,5°C ¹⁴ . Это более чем на 7° отличается от температуры пресной воды и ниже точки замерзания морской воды на 1,9°C ¹⁴ . Однако эта максимальная плотность никогда не достигается ³⁹ . Вместо этого в процессе конвекции охлаждающая вода просто циркулирует до тех пор, пока вся толща поверхностных вод не достигнет точки замерзания ⁴² . Поскольку фазовая граница между жидкостью и твердым телом требует надлежащего давления, а также температуры, лед образуется только на поверхности ³⁰ .

Самая низкая зарегистрированная естественная температура морской воды составила -2,6°C, зарегистрированная под антарктическим ледником ³⁸ . Точно так же самые холодные зарегистрированные океанские течения были -2,2°C на глубине 500 м. В обоих случаях гидростатическое давление позволяло воде оставаться жидкой при таких низких температурах ³⁸ .

Ледяное образование

Лед плавает поверх более плотной воды.

Общеизвестно, что пресная вода начинает замерзать при 0°C. Однако соленая вода имеет более низкую температуру замерзания.Вот почему соль используется зимой для размораживания дорог и тротуаров. Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу), что смещает точку замерзания до -1,9°C ¹⁴ .

Плотность чистого водяного льда при 0°C составляет 0,9168 г/мл, что почти на 9% легче, чем жидкая вода при 0°C, плотность которой составляет 0,99987 г/мл ¹⁴ . Это не кажется большой разницей, но этого достаточно, чтобы лед оставался на поверхности воды и позволял водным организмам пережить зиму. Это падение плотности происходит потому, что водородные связи в воде создают открытую гексагональную решетку, оставляя пространство между молекулами ⁴² .

Многолетний лед в Антарктиде свежее нового морского льда. Фото предоставлено ICESCAPE через НАСА.

Лед, образовавшийся в морской воде, даже менее плотный, чем пресноводный лед ⁴⁰ . Когда соленая вода начинает замерзать, молекулы воды начинают формировать кристаллическую решетку (точно так же, как в пресной воде). Эти кристаллы включают только молекулы воды, а не ионы соли, и это образование известно как исключение рассола ⁴³ .По мере роста структуры льда карманы с концентрированной соленой водой могут задерживаться внутри льда, но не включаются в его структуру. Захваченная вода может в конечном итоге стекать, оставляя во льду небольшой пузырь воздуха. Оставшиеся пузырьки воздуха значительно снижают плотность льда – до 0,8-0,9 г/мл ⁴⁰ .

Новый морской лед может иметь соленый вкус из-за захваченного рассола, который еще не вышел. В более старых ледяных структурах, называемых многолетним льдом, не осталось рассола, и после таяния они достаточно свежие, чтобы их можно было пить ⁴¹ .

Соотношение температура/плотность также способствует расслоению.

Тепловая стратификация

Тепловое изображение стратификации Ледяного озера за 22-месячный период. Озеро смешивается каждую весну и осень, выравнивая температуру по всему озеру. Термоклин существует на разной глубине в зависимости от времени года.

Стратификация – это разделение водной толщи на пласты или слои воды с различными свойствами. Эти подразделения обычно определяются по температуре и плотности, хотя могут использоваться и другие параметры, такие как соленость и химические различия ³¹ .Расслоение происходит потому, что для смешивания жидкостей различной плотности ¹⁴ требуется работа (сила и перемещение). Термическая стратификация обычно носит сезонный характер, с четкими границами между слоями летом, более узкими слоями зимой и «оборотом» весной и осенью, когда температура достаточно однородна по всей толще воды ³² . С течением времени года солнечный свет, ветер, температура окружающей среды и лед (зимой) вызывают повторное расслоение озера ³² .

Говоря о слоях температуры и плотности в озере, слои обычно называют эпилимнионом, металимнионом и гиполимнионом сверху вниз ¹⁴ . Верхний слой, эпилимнион, подвергается воздействию солнечной радиации и тепловому контакту с атмосферой, поддерживая в ней тепло. Эпилимнион простирается настолько далеко, насколько позволяют солнечный свет и ветер, и обычно он глубже в озерах с большей площадью поверхности ¹⁴ .

Стратификация озера – различные слои разделены термоклинами или температурными градиентами.

Под эпилимнионом находится слой воды с быстро меняющимся температурным диапазоном, известный как металимнион ³² . Металимнион служит границей между верхним и нижним слоями воды. Температура в этих пластах может сильно различаться между его верхней и нижней глубинами ¹⁴ . Кроме того, металимнион может колебаться по толщине и глубине из-за погодных условий и сезонных изменений ¹⁴ .

Металимнион окаймлен сверху и снизу краем, называемым термоклином.Термоклин определяется как плоскость максимального снижения температуры ¹⁴ . Другими словами, когда температура воды начинает значительно падать, термоклин пройден. Эта плоскость обычно считается глубиной, на которой температура снижается со скоростью, превышающей 1°C на метр ¹⁴ . Поскольку температура и плотность связаны, второй клин, известный как пикноклин, существует на тех же глубинах. Пикноклин разделяет толщи водной толщи плотностью ³³ .

Ниже второго термоклина и пикноклина находится гиполимнион. Эти пласты обычно слишком глубоки, чтобы подвергаться влиянию ветра, солнечной радиации и атмосферного теплообмена ³¹ . Температура гиполимниона обычно определяется весенним оборотом. В более глубоких озерах перемешивание может быть минимальным, и плотность гиполимниона будет близка к максимальной, или 4°C ¹⁴ . В более мелких озерах температура гиполимниона может повышаться более чем на 10°C. Эта температура может измениться лишь минимально, если вообще изменится, при расслоении ¹⁴ .

Озера, которые полностью перемешиваются не реже одного раза в год, известны как голомиктические озера ¹⁴ . Существует шесть типов голомиктических озер, определения которых основаны на средней температуре и частоте совпадения температур ¹⁴ . Эти озера и факторы их разделения можно увидеть на следующей блок-схеме:

Блок-схема классификации озер Хатчинсона и Лоффлера на основе моделей стратификации и циркуляции.

Озера, которые не смешиваются полностью, называются меромиктическими озерами ¹⁴ .Эти озера имеют нижний слой, который остается изолированным в течение всего года. Этот нижний слой известен как монимолимнион и обычно отделен от коллективных слоев над ним (миксолимнион) галоклином (клином, основанным на солености) ³¹ . Меромиктические условия могут возникать в голомиктическом озере, когда необычные погодные условия вызывают расслоение озера до того, как оно успевает полностью смешаться ¹⁴ .

Точки давления и температуры воды

Давление непосредственно не влияет на температуру воды.Вместо этого он смещает точки замерзания, кипения и максимальной плотности. Температура, при которой происходит кипение и замерзание, справедлива только на уровне моря ³ .

Давление может изменить точку кипения воды.

Как указано в некоторых рецептах, время приготовления увеличивается на больших высотах из-за изменения точки кипения воды. Это связано с влиянием атмосферного давления. При более низком давлении (большая высота) вода будет кипеть при более низкой температуре. С другой стороны, при более высоком давлении (например, в скороварке) вода будет кипеть при более высокой температуре ³⁴ .Атмосферное давление влияет не на температуру самой воды, а только на ее способность превращаться в пар, смещая, таким образом, кипение влево или вправо.

Давление также объясняет, почему лед образуется только на поверхности воды. По мере увеличения гидростатического давления температура замерзания снижается ³⁰ . На больших высотах (более низкое давление) происходит небольшое повышение точки замерзания, но изменение давления недостаточно, чтобы существенно повлиять на точку ³⁰ .

Какие факторы влияют на температуру воды?

На температуру воды могут влиять многие условия окружающей среды. Эти элементы включают солнечный свет/солнечное излучение, теплопередачу из атмосферы, слияние потоков и мутность. Мелкие и поверхностные воды более подвержены влиянию этих факторов, чем глубокие воды ³⁷ .

Солнечный свет

Солнечная радиация оказывает наибольшее влияние на температуру воды.

Самым большим источником передачи тепла температуре воды является солнечный свет ³⁶ .Солнечный свет или солнечное излучение — это форма тепловой энергии ⁴⁵ . Затем эта энергия передается поверхности воды в виде тепла, повышая температуру воды. Этот перенос тепла происходит из-за относительно низкого альбедо воды ⁴⁴ . Альбедо — это определенное качество способности поверхности отражать или поглощать солнечный свет. Низкое альбедо воды означает, что она поглощает больше энергии, чем отражает ⁴⁴ . Результатом являются ежедневные колебания температуры воды в зависимости от количества солнечного света, получаемого водой.

Если водоем достаточно глубок для расслоения, солнечный свет будет передавать тепло только через фотическую зону (достигающую света). Большая часть этой энергии (более половины) поглощается в первых 2 м воды ¹⁴ . Эта энергия будет экспоненциально поглощаться до тех пор, пока свет не исчезнет. Фотическая зона различается по глубине, но в океанах может достигать 200 м ⁴⁶ . Глубина фотической зоны зависит от количества твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде.Температура воды ниже фотической зоны обычно изменяется только при перемешивании воды ³⁷ . Таким образом, более мелкие водоемы, как правило, нагреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем более глубокие водоемы ¹ .

Атмосфера

Реки могут казаться парящими зимой, когда более холодный воздух течет над более теплой водой. Фото: Энтони ДеЛоренцо через Flickr

Атмосферный теплообмен происходит на поверхности воды. Поскольку тепло всегда течет от более высокой температуры к более низкой температуре, этот перенос может идти в обоих направлениях ⁶ .Когда воздух холодный, теплая вода передает энергию воздуху и охлаждает его. Эту проводимость часто можно увидеть в виде тумана или «дымящейся» реки ¹⁴ . Если воздух горячий, холодная вода получит энергию и согреется. Степень этого переноса основана на тепловой инерции и удельной теплоемкости воды ¹⁴ . Колебания температуры воды более плавные, чем колебания температуры воздуха ¹⁴ .

Мутность

Мониторинг мутности во время дноуглубительных работ на реке Пассаик.Мутность может повысить температуру воды.

Повышенная мутность также повысит температуру воды. Мутность – это количество взвешенных веществ в воде. Эти взвешенные частицы поглощают тепло солнечного излучения более эффективно, чем вода ⁴⁷ . Затем тепло передается от частиц к молекулам воды, повышая температуру окружающей воды ⁴⁷ .

Слияние

Поскольку река впадает в озеро, это может влиять на температуру воды.Фото: Роберто Арайя Баркхан через Wikimedia Commons

Грунтовые воды, ручьи и реки могут изменять температуру водоема, в который они впадают. Если родник или источник подземных вод холоднее, чем река, в которую он впадает, то и река станет холоднее. Вспоминая законы теплообмена (энергия течет от горячего к холодному), река отдает энергию более холодной воде, нагревая ее ⁶ . Если приток большой или достаточно быстрый, равновесная температура воды будет близка к температуре притока ¹ .Потоки с ледниковым питанием будут поддерживать более низкую температуру в сливающихся реках вблизи источника потока, чем ниже по течению ¹ .

Антропогенное воздействие

Тепловое загрязнение бытовыми и промышленными стоками может отрицательно сказаться на качестве воды. Фото: Вменков через Wikimedia Commons

Искусственное воздействие на температуру воды включает тепловое загрязнение, поверхностный сток, вырубку лесов и водохранилища.

Термическое загрязнение
Термическое загрязнение – это любые сбросы, которые резко изменяют температуру природного источника воды ⁴⁸ .Это загрязнение обычно исходит от городских или промышленных стоков ¹ . Если температура сброса значительно теплее природной воды, это может негативно сказаться на качестве воды. Существует несколько серьезных последствий теплового загрязнения, в том числе снижение уровня растворенного кислорода, гибель рыбы и приток инвазивных видов ⁴⁸ .

Сток с парковок и других непроницаемых поверхностей является еще одной формой теплового загрязнения. Вода, стекающая с этих поверхностей, поглощает большую часть их тепла и передает его ближайшему ручью или реке, повышая температуру ⁹ .

Вырубка лесов
На температуру воды могут влиять не только антропогенные добавки. Вода, затененная растительностью и другими объектами, не будет поглощать столько тепла, сколько освещенная солнцем вода ¹⁴ . При удалении деревьев или прибрежных навесов водоем может стать необычно теплым, что изменит его естественный цикл и среду обитания ⁴⁸ .

Водохранилища

Плотина Маккензи изменила температурный режим воды ниже по течению, что повлияло на поведение рыб, особенно на воспроизводство.

Водохранилища, такие как плотины, могут резко влиять на циклы температуры воды. Хотя плотина не отдает тепло воде напрямую, она может влиять на естественные закономерности повышения и понижения температуры воды ⁹ . Действующая плотина без узла скользящих затворов может изменить температуру воды ниже по течению от плотины, что может повлиять на поведение местных популяций рыб.

Изменение температурного режима может повлиять на миграцию, нерест и вылупление местных видов рыб ⁹ .Температурный режим изменится, если водохранилище расслоится, а попуск плотины будет слишком высоким или слишком низким, что приведет к выбросу в ручей необычно холодной или необычно теплой воды ⁹ .

Типичные температуры

Сезонные колебания температуры в США.

Температура воды может варьироваться от замерзшего льда до близкой к кипению, так что же определяет «типичную» температуру? Типичные температуры зависят от 1) типа водоема 2) глубины 3) времени года 4) широты 5) окружающей среды.В то время как конкретный водоем может иметь общую схему, которой он следует ежегодно, не существует определенной «типичной» температуры воды. Даже конкретный водоем может варьироваться в зависимости от любого из этих источников; озеро может замерзнуть за одну зиму, но может не замерзнуть на следующий год из-за теплой зимы. Оба года он следует одной и той же модели потепления и охлаждения, но не достигает одинаковых температур. Любые «необычные» температуры следует рассматривать в контексте.

Реки и ручьи подвержены более сильным и быстрым колебаниям температуры, чем озера и океаны ¹⁴ .Точно так же широкие мелкие озера будут теплее, чем их более глубокие аналоги. Из-за смещения угла солнечного излучения и эффектов атмосферного теплообмена температура воды будет меняться в зависимости от сезона ⁴⁴ . Поскольку солнечная радиация более интенсивна вблизи экватора, вода в более низких широтах будет теплее, чем вода в более высоких широтах ⁴⁴ . Затененные ручьи не будут так подвержены влиянию солнечной радиации, как их незащищенные аналоги, и могут оставаться более прохладными. Водоемы, находящиеся под влиянием потока грунтовых вод или ледникового потока, также будут более прохладными ¹ .

Температуры океана также зависят от времени года, широты, глубины, океанских течений и конвекции ⁵¹ . Поверхностные воды будут больше меняться в зависимости от времени года и широты, чем более глубокие воды, и будут демонстрировать суточные (ежедневные) колебания из-за солнечной радиации и ветра ⁵³ . Эта суточная вариация может достигать 6 градусов по Цельсию ⁵³ . Благодаря своим массивным размерам и высокой удельной теплоемкости воды океан обладает столь же большой теплоемкостью ¹⁴ . Это означает, что колебания между сезонами или из-за необычных событий окажут незначительное влияние ⁵¹ .Исследования показали, что за последнее столетие океан нагрелся примерно на 0,1 градуса по Цельсию ⁵² . Хотя это число кажется небольшим, оно весьма значительно по сравнению с размером океана.

Температура поверхности моря в декабре 2013 года. Изображение предоставлено: Региональная система моделирования океана JPL через НАСА

Температура океана играет важную роль в атмосферных условиях по всему миру. Ураганы, циклоны, грозы и другие погодные явления могут формироваться в зависимости от температуры океана ⁵³ .Муссоны могут возникать при большой разнице температур между сушей и морем, вызывая циклические осадки и штормы ³⁵ . Ураганы и циклоны возникают над теплой водой, где тепло может быстро передаваться воздуху посредством конвекции ⁵⁴ . Аналогичным образом, снег с эффектом озера и другие сильные осадки могут образовываться, когда холодный воздух течет над большим, более теплым водоемом ⁵⁵ . Океан также взаимодействует с атмосферой, создавая явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья.Эль-Ниньо описывает потепление Тихого океана из-за отсутствия ветра, что изменяет глубину термоклина. Это потепление, в свою очередь, влияет на погодные и температурные режимы по всему миру ³⁵ . Ла-Нинья — это противоположное океану состояние, когда температура ниже нормы, обычно с обратным воздействием на погоду ³⁵ . Эти события нерегулярны, происходят раз в 2-7 лет. Они могут длиться от 9 месяцев до пары лет, в зависимости от силы эпизода ³⁵ .

На этих картах показаны изменения температуры поверхности вдоль экватора Тихого океана. В условиях Ла-Нинья полоса холодной воды смещается на запад вдоль экватора, в то время как в условиях Эль-Ниньо преобладают теплые температуры. Изображение предоставлено: Dai McClurg, проект TAO через NOAA

Уникальные условия

Бассейн Morning Glory в Йеллоустонском национальном парке является примером горячего источника. Фото: Джон Салливан

Есть несколько водоемов с уникальными уровнями температуры.Самый известный пример – горячие источники. Горячие источники, также известные как гидротермальные источники, питаются грунтовыми водами, которые значительно теплее других потоков ⁵⁰ . Эти уникальные воды нагреваются геотермальным теплом. Этот перенос тепла может исходить от потоков подземных вод, которые достаточно глубоко проникают в земную кору или вступают в контакт с магмой в вулканических зонах ⁵⁰ . Горячие источники остаются намного теплее, чем температура окружающей среды, а некоторые вулканические горячие источники даже достигают температуры кипения ⁵⁰ .

Другими уникальными водоемами являются гелиотермные озера. Эти озера обычно солёные, меромиктические, а это значит, что при их расслоении смешивается только верхний слой воды ¹⁴ . Как обсуждалось в разделе о стратификации, слои разделены галоклином, при этом миксолимнион остается довольно свежим, а нижний монимолимнион содержит более высокую концентрацию соли ¹⁴ . Когда эта стратификация попадает в фотическую зону, происходят необычные события.Солнечный свет, достигающий монимолимниона, нагревает воду. Это тепло не может уйти, потому что повышение температуры не оказывает существенного влияния на плотность соляного нижнего слоя ¹⁴ . В результате получается тепловая ловушка в галоклине, где температура может легко достигать 50°C и выше ¹⁴ . Горячее озеро в Вашингтоне является одним из примеров гелиотермального озера, галоклин которого остается около 30°C, даже когда озеро покрыто льдом ¹⁴ .

Последствия необычных уровней

Максимально рекомендуемые уровни температуры для разных видов рыб на разных этапах жизни.

Слишком теплая вода обычно считается более опасной для водных организмов, чем холодная. Однако и то, и другое может повлиять на рост, устойчивость к болезням и выживаемость ⁸ . Слишком холодная вода влияет на биологические процессы и скорость метаболизма водных организмов ¹⁴ . С другой стороны, слишком теплая вода может вызвать чрезмерное дыхание, вызывая стресс у рыб. Теплая вода также не может удерживать столько растворенного кислорода, как холодная, поэтому меньше кислорода доступно для усвоения организмами ¹⁴ .У каждого вида рыб есть свой диапазон комфорта. Температуры за пределами этого диапазона могут быть вредными для роста и выживания. Лосось и форель предпочитают плавать в более холодных реках, в то время как большеротый и малоротый окунь может переносить гораздо более теплую воду как для роста, так и для нереста ⁸ .

Важность мониторинга

Так как же определить качество воды по температуре? Агентство по охране окружающей среды и некоторые штаты, включая Аляску, Айдахо, Орегон и Вашингтон, рекомендовали максимальные сезонные и региональные температуры ⁴⁹ .В других штатах числовое значение не приводится, а вместо этого указывается «отсутствие измеримых изменений по сравнению с естественными условиями» ¹ . Это ставит во главу угла тщательный и долгосрочный мониторинг. Чем больше исторических данных доступно, тем больше аномальных колебаний можно обнаружить и устранить. Если температура озера, которое обычно стратифицируется из года в год при температуре около 20°C и 8°C в эпилимнионе и гиполимнионе, начинает показывать 23°C и 17°C соответственно, оно может стать эвтрофным (с высоким содержанием питательных веществ, часто гипоксическим) из-за сельскохозяйственного стока ¹ .

Влияние температуры воды на ряд других параметров делает ее малозаметным, но жизненно важным фактором, определяющим качество воды.

Что такое единицы?

Наиболее распространенные температурные шкалы: Фаренгейты, Цельсия и Кельвина.

Так как температура измеряет тепловую энергию, были разработаны шкалы для определения значений температуры по отношению к другим значениям. Сегодня температура воды обычно измеряется по одной из трех шкал: Цельсия, Фаренгейта или Кельвина ² . При использовании шкал Цельсия или Фаренгейта температура измеряется в градусах. По шкале Кельвина единицей измерения является кельвин, но это та же величина, что и градус Цельсия ² . Из-за универсального использования температура воды обычно указывается по шкале Цельсия ¹ .

Шкалы Фаренгейта и Цельсия определяются градусами замерзания и кипения воды ³ . Шкала Цельсия также называется стоградусной, потому что между двумя определенными точками (замерзание и кипение воды) есть интервал в 100 градусов ² .Шкала Кельвина основана на теоретической точке абсолютного нуля ² .

Температура в градусах Цельсия может быть преобразована в градусы Фаренгейта или Кельвины с помощью следующих уравнений , Inc. «Температура воды». Основы экологических измерений. 7 февраля 2014 г. Интернет. < https://www.fondriest.com/environmental-measurements/parameters/water-quality/water-temperature/ >.

Дополнительная информация

Крупный подводный эксперимент в каньоне Монтерей показал, что мутные течения связаны с движением морского дна

6 октября 2016 года ученые опускают в каньон пакет с приборами на тросе. Отстойник (длинное воронкообразное устройство) предназначен для улавливания ила и песка, переносимых мутными потоками; другие датчики измеряют течения и взвешенные отложения. Предоставлено: Кэти Майер, Геологическая служба США, MBARI. Общественное достояние

Мутные течения исторически описывались как быстро движущиеся потоки, которые сметают подводные каньоны, унося песок и ил в морские глубины.Но новая статья в Nature Communications показывает, что мутные потоки состоят не только из насыщенной отложениями морской воды, протекающей по морскому дну, но и к крупномасштабным движениям отложений в пределах морского дна. Это открытие стало результатом 18-месячного межучрежденческого исследования Монтерейского каньона. Исследователи Геологической службы США и морские техники сотрудничали в проекте, который беспрецедентно детально отслеживал 50-километровый участок каньона. Выводы могут помочь инженерам-океанологам избежать повреждения трубопроводов, кабелей связи и других сооружений на морском дне. Прочтите пресс-релиз Научно-исследовательского института аквариума Монтерей-Бей и научную статью в журнале Nature .

Полл, К.К., Таллинг, П.Дж., Майер, К.Л., Парсонс, Д., Сюй, Дж., Каресс, Д.В., Гвязда, Р., Лундстен, Э.М., Андерсон, К., Барри, Дж.П., Чаффи, М., О'Рейли, Т., Розенбергер, К.Дж., Гейлз, Дж.А., Кифт, Б., МакГанн, М., Симмонс, С.М., Макканн, М., Самнер, Э.Дж., Клэр, М.А., и Картиньи, М.Дж., 2018, Powerful потоки мути, вызванные плотными базальными слоями: Nature Communications , v.9 нет. 1, 9 страниц, doi: 10.1038/s41467-018-06254-6.

21 марта 2017 г. отстойник из этого комплекта приборов (развернутый в октябре прошлого года в каньоне Монтерей) исчез, а монтажная рама искривлена, поскольку за одно развертывание она подверглась воздействию нескольких значительных потоков мути. Предоставлено: Кэти Майер, Геологическая служба США, MBARI. Всеобщее достояние .