Những thắc mắc phổ biến về việc giảm độ cứng

Những thắc mắc phổ biến về việc giảm độ cứng
Matt Clarke - https://www.practicalfishkeeping.co...equently-asked-questions-on-lowering-hardness

Độ cứng là gì?
Độ cứng (hardness) là thuật ngữ được dùng với nước ngọt và mô tả nồng độ hòa tan của các khoáng chất nhất định trong nước. Độ cứng chủ yếu được tạo ra bởi can-xi (calcium) và ma-nhê (magnesium) nhưng những khoáng chất khác như ka-li (potassium) và na-tri (sodium) cũng góp phần vào độ cứng.

Nước chứa nhiều can-xi và ma-nhê được gọi là “cứng” và nước có ít các chất này được gọi là “mềm”. Ở một số vùng, nước máy tương đối mềm trong khi ở những vùng khác nó có thể rất cứng và kiềm.

Độ dẫn (conductivity), vốn có thể đo bằng một loại máy đo đặc biệt, để kiểm tra nồng độ của khoáng chất trong nước nói chung, chứ không phải là nồng độ của một vài khoáng chất nhất định.


Cá dĩa, một trong những loài cần phải điều chỉnh độ cứng khi nuôi dưỡng và lai tạo.

Tại sao độ cứng lại quan trọng?
Nguồn nước ở các vùng miền khác nhau cũng có độ cứng và độ pH khác nhau. Cá thích nghi với điều kiện hóa học trong môi trường tự nhiên của mình vì vậy chúng có yêu cầu về thành phần hóa học đặc trưng của nước trong môi trường nuôi dưỡng.

Độ cứng thường bị ảnh hưởng bởi cấu trúc địa lý xung quanh vùng. Ở những nơi mà đá giàu can-xi, chẳng hạn như hồ Tanganyika nước rất cứng; những nơi mà đá nghèo khoáng chất (không tác động đến tính chất hóa học của nước) nước có thể trung hòa hay mềm.

Cá từ những vùng mà nước xấp xỉ trung hòa thì tương đối thích nghi và chịu đựng hầu hết các điều kiện, miễn là không quá mức cho phép – nhưng cá từ vùng nước mềm, có tính a-xít (acidophile) hay từ vùng nước có tính kiềm (alkalophile) sẽ không thể chịu đựng được điều kiện trái ngược. Vì thế, không nên nuôi cá dĩa trong nước rất cứng hay cichlid hồ Tanganyika trong nước rất mềm.

Một số loài không sinh sản trong nước có độ cứng không thích hợp. Độ cứng cũng có thể ảnh hưởng nhất định đến tỷ lệ nở của trứng [ám chỉ đến cá dĩa, nhất là các dòng albino].

Độ pH và độ cứng có liên quan?
Không hoàn toàn chính xác nhưng đại loại là có. Độ pH đo nồng độ của hydroxyl (HO-) và hydro (H+) trong nước, trong khi độ cứng đo nồng độ của một số khoáng chất nhất định. Tuy nhiên, nước mềm thường cũng có tính a-xít (pH thấp) và nước cứng thường có tính kiềm (pH cao).

Những đặc điểm này được phản ánh trong nhu cầu của cá về đặc tính hóa học của nước. Nếu bạn điều chỉnh độ cứng hay pH để phù hợp với nhu cầu riêng của cá, nên nhớ rằng không phải cứ giảm độ cứng cũng đồng thời với giảm pH và có một vài kỹ thuật giảm pH mà không tác động đến độ cứng.

Cách thể hiện độ cứng nước?
Đây là điểm dễ gây nhầm lẫn bởi vì có rất nhiều cách thể hiện độ cứng. Các tài liệu, bộ đo của cách nhà sản xuất và chuyên gia nuôi cá khác nhau đều sử dụng những cách khác nhau.

Đây là vùng xám - hầu hết cá chuyên gia mà chúng tôi tham khảo đều công nhận về một số nhầm lẫn.

Đo độ cứng

GH – độ cứng tổng (total), độ cứng chung (general) hay độ cứng vĩnh viễn (permanent) của nồng độ can-xi, ma-nhê và các i-on khác. Nó được đo bằng độ, mỗi độ tương đương với 17.9 mg/l. Biểu tượng của độ cứng thường là chữ “d” (chẳng hạn 6 dGH). Nước càng cứng thì độ GH càng cao.

KH – độ cứng carbonate, độ cứng tạm thời (temporary) hay bộ đệm. Chữ “K” trong KH bắt nguồn từ tiếng Đức “karbonate”. KH thể hiện nồng độ các i-on bicarbonate và carbonate có tác dụng như là một bộ đệm để chống pH biến thiên. Các i-on tạo ra KH có thể được loại bỏ bằng cách đun sôi.

KH là một thành phần của GH, vì vậy sau khi đun sôi thì GH cũng giảm đi đôi chút. Một độ KH tương đương với 17.9 mg/l CaCO3. KH cũng được đo bằng độ với biểu tượng là chữ “d” (chẳng hạn 2 dKH). Bởi vì KH là một phần của GH nên trị số của KH không thể lớn hơn GH.

DH - Deutsche harte hay độ cứng Đức (đôi khi được viết là dH) thì (theo nhất trí của các chuyên gia) tương đương với GH. (Nhưng cũng có một số chuyên gia phản bác). Đôi khi nó được sử dụng trong lãnh vực nuôi cá dĩa. Nó cũng được đo bằng độ. Mỗi độ DH tương đương với 17.9 mg/l CaCO3.

Clark - độ cứng Anh hiếm khi được sử dụng, kể cả ở Anh. Một độ Clark tương đương với 14.3 mg/l CaCO3.

Một số có thể phản bác rằng bởi vì Clark là dạng độ cứng mà chúng ta nên sử dụng ở Anh, điều đó có nghĩa khi chúng ta nói về GH, chúng ta thực sự ám chỉ đến 14.3 mg/l CaCO3 thay vì 17.9 mg/l CaCO3. Tuy nhiên, tôi chưa hề thấy có ai, cả trong lẫn ngoài giới chơi cá sử dụng độ cứng Clark. Trên thực tế, mọi người đều coi độ cứng GH ở Anh là 17 mg/l CaCO3 tương tự như độ DH.

Hardness - Độ cứng Mỹ. Một độ tương đương với 1 mg/l.


Một số bộ đo độ cứng trên thị trường.

Có quá nhiều loại độ cứng, tôi nên sử dụng loại nào?
Chúng ta thường sử dụng GH và KH, bởi vì chúng là những thông số phổ biến nhất. Sẽ dễ dàng hơn nếu mọi người đều sử dụng chung một hệ thống đo lường, chẳng hạn như mg/lít CaCO3, nhưng khác với GH và KH, có rất ít thông tin về nồng độ CaCO3 trong các tài liệu về nuôi cá.

Cách đo độ cứng?
Có hai loại bộ đo độ cứng (test kit) trên thị trường: bộ đo GH và bộ đo KH.

Bộ đo độ cứng dựa trên dung dịch, vì vậy bạn nhỏ từng giọt thuốc thử cho đến khi mẫu thử đổi màu. Giọt đầu tiên có thể khiến mẫu thử biến thành màu xanh và rồi nhỏ từng giọt thuốc thử, đếm cho đến khi mẫu thử bắt đầu đổi màu. Giọt cuối cùng khiến cho mẫu thử đổi sang màu khác (thường là đỏ hay cam). Số lượng giọt đơn giản là độ cứng.

Những bộ đo chất lượng thường có kèm theo chỉ dẫn về ngưỡng độ cứng cho các loài cá khác nhau và một biểu đồ chuyển đổi mà bạn dùng để chuyển đổi kết quả sang các hệ thống đo lường khác nhau, chẳng hạn từ DH sang Clark.

Độ cứng của các loài cá khác nhau?
Hầu hết các loài cá đều ổn trong nước trung hòa và nước hơi mềm. Các loài chuộng a-xít và chuộng kềm chịu đựng kém hơn. Có lẽ bạn không cần thay đổi độ cứng thật nhiều và chính xác nếu bạn chỉ nuôi những loài cá thông thường, nhưng nếu bạn muốn lai tạo một loài nào đó, bạn có thể phải làm nước mềm và có tính a-xít. Hãy kiếm tài liệu về vấn đề này.

Còn cá dĩa thì sao?
Cá dĩa không thể sinh sản thành công cũng như phát triển tốt trong nước cứng và kiềm. Nhìn chung, nước nuôi cá dĩa nên giữ ở mức pH từ 6.5 – 7.0. Nhưng để lai tạo, cần làm nước mềm và a-xít hơn nữa. Độ pH từ 6.0 đến 6.5, GH 2 và KH 1 là phù hợp – nhưng bạn nhất định phải thay thật nhiều nước để ngăn pH sụt mạnh hơn.

Đâu là cách tốt nhất để làm nước mềm?
Dẫu có một số loại nhựa resin trên thị trường để loại bỏ những khoáng chất nhất định ra khỏi nước, cách tốt nhất vẫn là sử dụng nước lọc, chẳng hạn nước từ bộ lọc thẩm thấu ngược (reverse osmosis). Nước mưa dễ bị ô nhiễm và có lẽ rất a-xít. Đảm bảo bạn lấy nước từ mái nhà thật sạch và lọc qua than hoạt tính.


Nguyên lý hoạt động của bộ lọc thẩm thấu ngược.

Bộ lọc thẩm thấu ngược là gì?
Bộ lọc thẩm thấu ngược được gắn với vòi nước máy để tạo ra nước khử khoáng (demineralised) với nồng độ ô nhiễm thấp.

Độ pH thường trung hòa và GH và KH thường bằng 0. Bởi vì thiếu bộ đệm nên bạn có thể dễ dàng giảm pH đến mức độ mong muốn bằng việc bổ sung đất mùn hay a-xít, và bạn có thể điều chỉnh độ cứng bằng cách tái bổ sung chất khoáng.

Bạn không bao giờ được sử dụng nước lọc thẩm thấu ngược để nuôi cá bởi vì cá cần khoáng chất trong nước cho các mục đích hóa sinh. Tương tự, nếu không có KH để đệm a-xít phát sinh từ chất thải của cá, hay từ các quá trình quang hợp và hô hấp của cá và cây, pH có thể trồi sụt mạnh hay giảm đến một ngưỡng nguy hiểm.

Bạn có thể bổ sung khoáng chất cho nước lọc bằng các hợp chất như Tropic Mann Re-Mineral F hay API Electro-Right. Bộ lọc được gắn với nguồn nước máy và đa số model đều phải chạy liên tục. Nhưng bạn cũng có thể mua nước lọc từ các tiệm tạp hóa.

Đất mùn có tác dụng gì?
Đất mùn (peat) được cho là bổ sung những khoáng chất nhất định và tiết ra các hóa chất bao gồm a-xít tannic và humic vào nước, và làm nó có tính a-xít một khi KH đủ thấp. Đất mùn có thể hiệu quả nhưng không có nhiều tác dụng nếu nước cứng và kiềm bởi vì KH có thể ngăn cản a-xít làm giảm pH. Được biết, dùng đất mùn để lọc nước là hiệu quả nhất…

Tôi có thể sử dụng bộ làm mềm nước máy?
Không - hầu hết các bộ làm mềm nước máy (tapwater softener) hoạt động dựa trên nguyên tắc hoán đổi can-xi và ma-nhê bằng na-tri. Nước mềm vì can-xi và ma-nhê bị lấy đi nhưng lại có quá nhiều na-tri hơn mức an toàn đối với cá.


Bộ làm mềm nước không thực sự giúp giảm độ cứng.

Làm thế nào để điều chỉnh độ cứng đến trị số thích hợp?
Có một công thức toán học gọi là bảng Pearson nhưng một vài phép tính nhẩm kết hợp thử và sai cũng hiệu quả như vậy. Nước lọc là chất liệu tốt để sử dụng. Thêm từng lượng nhỏ khoáng chất vào một lít nước lọc cho đến khi bạn đạt độ cứng mong muốn. Sau đó nhân lên cho toàn bộ hồ cá - kết quả là tương đương.

Tôi không thể giảm pH và độ cứng. Đâu là nguyên nhân?
Có khả năng đồ trang trí tiết chất hóa học vào trong nước làm độ pH và độ cứng bị ảnh hưởng.

Nhiều loại sỏi, đá dùng trong hồ cá giàu can-xi và sẽ làm KH (và cả GH) cao hơn, và thường ảnh hưởng luôn đến pH. Điều này có nghĩa nếu bạn giảm pH và độ cứng bằng nước lọc, nước mưa, hóa chất hay nhựa resin, nó có lẽ sẽ không duy trì được lâu. Nếu bạn muốn giữ nước mềm và a-xít và ngăn cản pH và độ cứng tăng, hãy sử dụng nền trơ như cát hồ hay sỏi không chứa thành phần đá vôi.

Bổ sung a-xit để giảm pH hay ba-dờ để tăng pH có thể lợi bất cập hại. Cá không chịu đựng nổi pH biến thiên mạnh và có thể ngã bệnh hay chết nếu đặc tính hoá học nước thay đổi nhiều. Với đa số các loài, không nhất thiết phải điều chỉnh pH vì vậy cách tốt nhất là không nên can thiệp.


=====================================


Ghi chú

*Định nghĩa độ cứng? “Độ cứng là nồng độ các ion kim loại hóa trị hai (divalent) như can-xi, ma-nhê, sắt, kẽm v.v. thường xuất hiện khi nước chảy qua đá. Trong hầu hết nguồn nước, nó chủ yếu là các muối can-xi và ma-nhê, với một lượng nhỏ kim loại khác” (Frank Prince Iles, cichlid-forum). Hay “Độ cứng nước được xác định bởi nồng độ các ion dương đa hóa trị (multivalent cations) trong nước” (Wikipedia). Bộ đo độ cứng dH dạng đếm giọt được sản xuất để phát hiện dấu vết của các ion can-xi và ma-nhê. Sẽ ổn nếu bạn đo nguồn nước tự nhiên, kể cả nước máy vốn được lắng lọc từ đó. Nhưng nếu nguồn nước được bổ sung thêm các ion kim loại khác hoặc hai ion này được hoán đổi bằng na-tri (trong bộ làm mềm nước) thì bộ đo độ cứng sẽ không còn chính xác nữa. Ngày nay người ta thiên về việc sử dụng hai thông số khác chính xác hơn là TDS (Total Dissoved Solids) hay Độ Dẫn (Conductivity). Bảng hoán đổi như sau (Global Water):

Độ Cứng (Hardness)	TDS (ppm)	Conductivity (µS/cm)	dH
Rất mềm	0 - 70	0 - 140	0 - 7
Mềm	70 - 150	140 - 300	7 - 15
Hơi cứng (slightly)	150 - 250	300 - 500	15 - 25
Cứng trung bình (moderated)	250 - 320	500 - 640	25 - 32
Cứng	320 - 420	640 - 840	32 - 42
Rất cứng (very)	Trên 420	Trên 840	Trên 42

1 dH = 17.848 ppm = 1.7848 fH

*Ý nghĩa của từ “mềm” trong các bộ làm mềm nước (water softener) khác với từ “mềm” trong thế giới nuôi cá. Nồng độ ion can-xi và ma-nhê cao khiến xà bông vón cục và làm nghẹt đường ống dẫn cũng như thoát nước, nguồn nước gây ra hiện tượng này gọi là “nước cứng”. Người ta cho nước cứng chảy qua resin, nơi các ion can-xi và ma-nhê được hoán đổi với ion na-tri để hiện tượng trên không xảy ra nữa, trông có vẻ như nước “mềm” đi. Nhưng như đã giải thích ở trên, dù bộ đo dH nhỏ giọt cho thấy độ cứng giảm xuống (do không phát hiện ra ion can-xi và ma-nhê nữa) thì trên thực tế, nước không hề mềm đi, độ cứng đích thực và tác động của nó đối với cá vẫn như cũ. Tương tự, việc dùng resin trao đổi ion trong bộ lọc của cá dĩa cũng không mang lại tác dụng mong muốn. Sai lầm này rất phổ biến trên mạng, hậu quả là ngày nay còn nhiều người tin tưởng và áp dụng! Để nước thực sự mềm với cá thì các ion dương phải được lấy ra và bộ lọc thẩm thấu ngược sẽ làm tốt việc này.


Nguyên lý trao đổi i-on của bộ làm mềm nước.

*Muối cũng là một thành phần đáng quan tâm vì chúng ta hay bổ sung muối hột vào hồ cá để sát trùng. Theo định nghĩa, muối hột (chứa ion na-tri) cũng làm tăng độ cứng. Muối chủ yếu tác dụng đến cá theo một khía cạnh khác là độ mặn. Cá dĩa có thể chịu được độ mặn đến 2 ppt (phần ngàn), đấy là giới hạn an toàn nhưng cũng có người tuyên bố tăng độ mặn đến 10 ppt (1%) mà vẫn ổn.

*Có một số ý kiến cho rằng việc gia tăng độ cứng đến 18 dH khiến cá dĩa tăng trưởng nhanh hơn. Để tăng độ cứng mà không ảnh hưởng đến pH, người ta dùng CaCl2 và tăng dần để cá làm quen.

*Khi lai tạo cá dĩa chúng ta cần giảm độ cứng xuống 3-6 dH. May thay, nguồn nước ở miền Nam nước ta vốn đã mềm sẵn, người ta chỉ cần ngưng thay nước một thời gian để độ pH giảm dần. Nguồn nước ở miền Bắc có chứa nhiều đá vôi CaCO3, độ cứng cao. Có thể giảm độ cứng bằng cách đun sôi hoặc sục khí cho kết tủa. Lọc thẩm thấu ngược RO là một lựa chọn khả thi nhưng lưu ý rằng độ cứng bằng 0 cũng không tốt. Người ta phải hòa lại với một phần nước chưa lọc (khoảng 5%) để tái bổ sung khoáng chất.

 

Lọc RO lấy hết các thành phần khoáng chất trong nước nên kiểu gì độ cứng cũng giảm.

pH sẽ trở về trung hòa (7) vì những thành phần khiến cho nước bị phèn (a-xit) hay kiềm (ba-dờ) đều bị lấy đi. Nếu nguồn nước của bạn đang bị phèn thì sau khi lọc bạn sẽ thấy pH tăng lên, bằng ngược lại nếu nước đang bị kiềm thì sau khi lọc bạn sẽ thấy pH giảm xuống. Nói cách khác, lọc RO kéo pH về độ trung hòa 7.

Đấy là về lý thuyết chớ trên thực tế chất lượng của bộ lọc (hay màng lọc, chất liệu lọc) sẽ quyết định mức độ kéo pH đến đâu. Như trường hợp của bạn Jack, bộ lọc vẫn chưa kéo pH về đến 7.