GH-waarde - Calcium en magnesium vormen de hardheid van water
De GH-Waarde in natuurlijk water
De GH-waarde is een expressie voor de totale hardheid van het water. In het water opgeloste zouten van Magnesium (Mg) en Calcium (Ca) vormen de totale hardheid. Deze mineralen komen in het water terecht, doordat ze uit het gesteente uitgewassen worden. Bij ons vindt men vaak hard water, dat wil zeggen, water met veel opgeloste Ca- en Mg-zouten. Maar toch kan in enkele gebieden het water ook heel zacht zijn. Dit vooral als het water over vulkanisch gesteente, zoals lava stroomt. In de Alpen daarentegen is het water vaak hard omdat het over kalkhoudende marmergesteente stroomt. Onze tropische aquariumvissen komen ook uit gebieden met water met verschillende GH-waarden. Typische hardwatergebieden vinden wij in in Midden-Amerika en in Oost-Afrika in het Malawi en in het Tanganyika meer. Bekende zachtwater gebieden zijn in Zuid-Amerika het amazonesgebied, in Afrika de gebied rond de Congo rivier. De vissen en ook de planten zijn meer of minder sterk aan deze natuurlijke gegevens aangepast en kunnen snel ziek worden, als de omstandigheden afwijken van hun natuurlijke omgeving. De kweek van vele vissoorten zal niet lukken, als de waterhardheid niet overeenkomt met de waarde in hun naturlijke leefomgeving. Optimale waardes voor tropische aquaria met vissen uit Zuid-Amerika liggen tussen 1 en 8 ºGH. Malawi- en Tanganyikacichliden hebben hogere waardes tussen 10 en 15º GH nodig.
Calcium en Magnesium zijn biologisch heel belangrijk. Ten eerste dat beide ionen de waterwaardes stabiliseren en ten tweede dat ze biologisch belangrijke voedingsmineralen voor planten en dieren zijn. Zo is Magnesium een hoofd bestanddeel in het Chlorofyl, de groene kleurstof van de planten. Calcium is een hoofd bestanddeel van de wervel en graten bij vissen.
Calcium en Magnesium zijn instaat verschillende andere ionen zoals carbonaten en bicarbonaten vast aan zich te binden. Deze andere ionen vormen het bufferende vermogen van het water en zorgen voor een stabiele pH-waarde. In zacht waterkan ook het aandeel aan vrije fosfaten en silicaten hoger zijn. Deze stoffen kunnen verantwoordelijk zijn voor algengroei.
Theoretische Gegevens
De GH-waarde is de hoeveelheid Calcium en Magnesium, die in het water opgelost zijn. Deze hoeveelheid kan in verschillende expressies worden aangegeven. De meest gebruikelijke is de Duitse Hardheid. 1 ºdGH en komt overeen met 10 mg Calciumoxide opgelost in 1 l water.
Uit onderstaande tabel kan men de omrekeningsfactoren tussen de verschillende hardheidsdefinities bekijken.
mmol/l |
mval/l |
ppm CaCO3 |
ºf (franse hardheid) |
ºe (engelse hardheid) |
ºdGH |
|
mmol/l |
1 |
2 |
100 |
7.02 |
10.00 |
5.6 |
mval/l |
0.5 |
1 |
50 |
3.51 |
5 |
2.8 |
ppm |
0.1 |
0.02 |
1 |
0.1 |
0.0702 |
0.056 |
ºdGH |
0.18 |
0.357 |
17.8 |
1.78 |
1.25 |
1 |
ºf |
0.1 |
0.2 |
10 |
1 |
0.702 |
0.56 |
ºe |
0.14 |
0.285 |
14.3 |
1.43 |
1 |
0.798 |
Door het verbruik van planten en dieren wordt het Calcium- en Magnesiumgehalte in het water steeds minder. Ook worden Calcium en Magnesiumzouten door de binding aan fosfaten en silicaten verbruikt. Deze slaan als deel van het slib op de bodem neer of worden door het filter verwijderd. Als er minder Calcium en Magnesium in het water aanwezig is, worden natuurlijk ook minder Carbonaten en Bicarbonaten gebonden, zodat ook het bufferende vermogen gaat dalen. Daarentegen verhogen verschillende decoratiestenen of filtermaterialen de GH-waarde. Dit zijn stenen zoals marmer of tuff. Het bijvullen van het verdampte water met hard leidingwater verhoogt de GH-waarde, omdat opgeloste zouten niet mee verdampen, maar in het water terugblijven.
Biogene ontkalking
Doordat de planten gedurende de dag koolzuur uit het water opnemen, stijgt de pH-waarde. Uit Calciumhydrogencarbonaat, wat in water opgelost is, wordt dan Calciumcarbonaat gevormd en koolzuur ontwijkt uit het water. Calciumcarbonaat is niet oplosbaar in water en slaat op de balderen van de planten neer. Dit proces wordt biogene ontkalking genoemd. Dit proces vindt meestal in hardwater met enorme plantengroei plaats.
Het meten van de hardheid
De GH-waarde kan alleen via een titratie bepaald worden. Een titratie is een methode waarbij druppelsgewijs een reactievloeistof aan het watermonster wordt toegevoegd. In het reagens of als poeder/vloeistof apart toegevoegd is een indicator aanwezig welke van kleur verwisselt als het eindpunt bereikt is. Het aanwezige Calcium en Magnesium hebben dan met de reactievloeistof gereageerd. De verbruikde hoeveelheid reagens ( aanatal drupples of milliliters) is een maatstaf voor de aanwezige hardheidsbepalende mineralen.
De meetstaafjes hebben een bepaalde hoeveelheden reactievloeistof in de meetzones, welke verkleuren als ze in contact komen met de mineralen.
HS aqua producten om de GH-waarde te meten:
HS aqua Teststips 6 in 1
Het aanpassen van de GH-waarde
Het is eenvoudiger de GH-waarde te verhogen dan te verlagen. Door Calcium- en Magnesiumzouten aan het water toe te voegen, wordt de GH-waarde makkelijk verhoogt. HS aqua GH-Plus bevat deze zouten en kan eenvoudig aan het water worden toegevoegd. Ook Calcium bevattende decoratie- en filtermaterialen kunnen de hardheid verhogen. Dit soort materialen zijn Carrara-kiezel en marmerslag.
Verhogende producten uit het HS aqua assortiment zijn:
Het verwijderen van een te hoge hardheid is moeilijker. Dit kan door het mengen van het harde water met zachter water gebeuren. Zachter water is uit Reverse Osmose apparaten of uit Kationen- en Anionenwisselaars verkrijgbaar. Ook de methode regenwater toe te dienen verlaagt de GH-waarde. Maar let hierbij op, dat door de luchtvervuiling schadelijke stoffen in het water kunnen terechtkomen. Van tevoren dient regenwater over actieve koolstof gefiltreerd te worden.