L'acqua comunemente usata per gli acquari d'acqua dolce proviene dalle condutture dell'acqua potabile ed è di una "qualità" adatta più al consumo dell'uomo che al mantenimento dei pesci. La "qualità" dell'acqua potabile può variare secondo le differenti aree di raccolta.

La gran parte dei pesci si adattano assai rapidamente, alla comune acqua potabile e solo se si tengono delle specie assai specializzate è necessario prendere in considerazione l'esame dettagliato della composizione dell'acqua.

Vi sono due principali indici dell'acqua che sono: il pH e il DH o, in altre parole il grado di acidità o di alcalinità dell'acqua (pH); e il fatto che sia "dura" cioè calcarea; oppure o "molle" o "tenera" cioè non calcarea (DH). L'estensione del pH è calcolata lagaritmicamente da 0 (l'acidità più forte) a 14 (l'alcalinità più forte), con un punto neutro (né acido né alcalino) a 7.

In un acquario d'acqua dolce l'acqua deve essere compresa solo tra limitati valori di questa scala, approssimativamente da 6,5 a 7,5, mentre il pH dell'acquario d'acqua marina  è compreso all'incirca tra 7,8 e 8,5. In un acquario si trovano probabilmente pesci provenienti da acque di entrambi i tipi. La durezza è dovuta ai sali disciolti nell'acqua; alcuni si possono eliminare con la bollitura (durezza temporanea), altri no. Vi sono indicatori per determinare i fattori della durezza che possono riguardare la durezza "generale" o quella "specifica" prodotta dalla presenza di carbonato di calcio (CaCO3), o di ossido di calcio (CaO). Esistono varie unità di durezza: ppm (parti per milione), °DH (gradi tedeschi) o durezza (scala di Clark). Quando si esprime la durezza in ppm, è generalmente accettato che si riferisce alla durezza dovuta al carbonato di calcio, e non alla durezza "generale". Si può abbassare la durezza dell'acqua unendovi una data quantità di acqua più tenera, cioè acqua distillata o piovana; oppure, secondo un metodo più sofisticato, usando resine che rendono l'acqua meno calcarea. Si potrebbe pensare che la durezza costituisca un problema, ma non è così; vi sono infatti molti pesci tra cui le specie vivipare, e i Ciclidi dai colori sgargianti dei laghi africani. 

L'acqua per l'acquario "marino" si prepara facilmente con una delle molte miscele in commercio, ed è meglio usare acqua marina sintetica. Un fattore importante per chi abbia un acquario marino è il peso specifico (l'unità di densità comparabile) che indica la forza della miscela dell'acqua salata e può essere misurata con un densimetro. Il peso specifico dell'acqua di un acquario marino è in genere tra 1,020 e 1,025; le istruzioni impresse sulla confezione della miscela di sali sono sempre molto chiare. Una volta controllato il peso specifico, l'acquario marino non è ancora pronto per l'immediata immissione dei pesci: ora bisogna ricorrere a un altro rivelatore, questa volta per i nitriti, per scoprire se queste sostanze tossiche sono state trasformate nei più innocui nitrati; solo allora si potranno introdurre tranquillamente nell'acquario i pesci e gli altri organismi marini. 

Un modo semplice per tener l'acqua sana, con bassi livelli di prodotti di rifiuto e di sostanze tossiche sciolte nell'acqua, è di seguire regolarmente un programma di cambiamenti parziali dell'acqua, circa il venti per cento ogni due tre settimane per l'acquario d'acqua dolce, in proporzioni maggiori, e forse anche con cambi più frequenti, per l'acquario marino. E' importante che l'acqua di sostituzione immessa sia sempre della stessa qualità e alla medesima temperatura di quella che viene tolta. Nell'acquario marino la diminuzione dell'acqua per evaporazione deve essere integrata con acqua dolce, mai con acqua salata, perché con l'evaporazione i sali non vanno persi ma rimangono nell'acquario

Caratteristiche chimico-fisiche dall'acqua

Molto genericamente possiamo dire che la molecola dell'acqua è formata da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno, questo perché l'ossigeno, per arrivare ad una configurazione stabile, deve aggiungere ai suoi sei elettroni, che ruotano attorno al nucleo, altri due (regola chimica dell'ottetto). Questi elettroni mancanti sono messi in compartecipazione dalla coppia di atomi di idrogeno, idrogeno, che a sua volta, ne possiede uno solo per atomo. Così si forma una molecola, la molecola dell'acqua di forma triangolare con l'ossigeno al vertice del triangolo. Una volta formata, si comporta come un dipolo, con un lato negativo (il vertice del triangolo dove è situato l'ossigeno) ed uno positivo (la base dove stanno gli atomi di idrogeno). In realtà la formula H 2 O, non è una definizione precisa. Esistono diversi tipi d'acqua anche senza tenere conto delle sostanze disciolte, questo per la presenza di diverse forme ioniche delle molecole. Senza addentrarci in questo argomento esaminiamo le caratteristiche che più ci interessano per la conduzione di un acquario.

La resistività
E' la resistenza che un conduttore oppone al passaggio dell'energia elettrica, è misurata in ohm. L'acqua pura (non esiste e se esistesse sarebbe in grado di sciogliere tutto) ha una resistività calcolata in 25 milioni di ohm.

La tensione superficiale.
Tra un liquido ed un gas esiste un punto di contatto o se vogliamo un punto di separazione; tra l'acqua e l'aria il punto è rappresentato dalla superficie del liquido. Le molecole dell'acqua sono in uno stato di tensione a causa del lavoro a cui sono costrette della forma della superficie. Uno dei fenomeni causato da questo tipo di tensione è la capillarità, cioè la capacità dell'acqua di andare verso l'alto. A questo punto molti si chiederanno ma a cosa serve conoscere queste caratteristiche fisico-chimiche; solo conoscendo queste regole si riuscirà a comprendere tutti quei fenomeni che interessano da vicino l'acquaristica, si potrà in tal modo ovviare ai tanti inconvenienti che si presentano sia nella progettazione che nella gestione di un acquario.

La durezza dell'acqua.
Le caratteristiche dell'acqua possono essere molto diverse secondo il tipo di terreno che attraversa. Prendiamo per esempio l'acqua piovana, originariamente si tratta di un acqua abbastanza pura che, però, già attraversando l'aria comincia ad inquinarsi attirando ossigeno, azoto anidride carbonica ed altri gas presenti nell'aria. L'acqua finisce poi sul terreno ed attraversandolo viene a contatto con altre sostanze come: metalli pesanti, alcalino terrosi, etc...per poi sgorgare in una sorgente, in un lago, in un fiume con caratteristiche completamente diverse da quelle di partenza. Quindi le caratteristiche dell'acqua dipendono per buona parte dalle sostanze disciolte in essa. In Europa troviamo, perciò, delle acque che sono molto differenti da quelle di certe zone dell'America, dell'Africa o dell'Asia. Se ad esempio prendiamo in esame l'acqua del Rio Negro, un affluente del Rio delle Amazzoni, questa è estremamente tenera e poco mineralizzata; ciò è dovuto al fatto che nella zona percorsa da questo fiume non esistono o quasi rocce calcaree, mentre è elevato l'apporto di acidi umici*, dovuti alla presenza di zone paludose da inondazione, con fogliame e legno putrescente e logicamente una alta percentuale di acido carbonico. La scarsità di minerali disciolti in questo fiume diminuisce la conduttività elettrica, con conseguente bassa pressione osmotica. Questa è un'acqua tenera, quindi possiamo dire che la durezza è dovuta principalmente alle sostanze disciolte nel liquido ed in particolare al solfato di calcio e di magnesio, al carbonato e bicarbonato di calcio e di magnesio. La durezza dell'acqua si può dividere in:
-durezza parziale o temporanea (KH = durezza carbonati)
-durezza permanente (NKH = durezza non di carbonati data dal tenore in solfati)
   Entrambi le durezze cioè la loro somma forma la durezza totale. (DGH) Secondo i vari paesi esistono diversi parametri per misurarla, in Italia ,per l'acquaristica, si usa il sistema tedesco. Secondo questo metodo un grado di durezza tedesco corrisponde a 10 mg di monossido di calcio (CaO) per litro. In base alla durezza dell'acqua è entrata in uso la seguente classificazione empirica

Questa classificazione riguarda solo l'acqua dolce in quanto l'acqua marina è fortemente mineralizzata da sali di calcio disciolti dal fondo marino e pertanto è un'acqua durissima, oltre 200° DGH. L'acqua che sgorga dal nostro rubinetto è generalmente mediamente o alquanto dura e spesso per l'allevamento di alcune specie di pesci non è adatta. Per renderla più tenera sarà necessario mescolarla con acqua distillata o demineralizzata, totalmente desalificata e con 0°KH. Se ad esempio per il nostro acquario abbiamo bisogno di un'acqua con 2°KH e quella di rubinetto è 16°KH allora sarà necessario fare una miscela composta da 14 parti d'acqua demineralizzata e 2 parti di quella di rubinetto; otterremo così una durezza di 2°KH. Un altro metodo per calcolare la durezza dell'acqua è quello di trovare i valori Micro-Siemens (S) che riguardano la conduttibilità del liquido in base alla quantità di minerali disciolti. Un grado KH si può indicare con 30 S. Anche in questo caso, partendo dai valori dell'acqua del rubinetto e da quelli della distillata, si può fare la miscelazione necessaria per ottenere la durezza prefissata.

Il valore pH
Il pH indica il grado di acidità di una soluzione acquosa, significa "concentrazione idrogenionica" e deriva dal latino "pondus Hidrogenii" che, tradotto, vuole dire "peso degli ioni di idrogeno". Come abbiamo già detto, alcune molecole d'acqua si scindono in ioni secondo la seguente relazione:

H 2 O = H + + OH -

Il fenomeno della reazione acida o basica dell'acqua, indicato con il pH, si basa sulla maggiore o minore presenza di ioni H+ e OH- Se in un litro d'acqua sono contenuti 10 mol di ioni di idrogeno, deve essere presente la stessa quantità di ioni di idrossido, ciò vuole dire che l'acqua è neutra. Se cambia la proporzione 1 a 1 tra i due tipi di ioni, pH 7, il liquido non è più neutro, ma a secondo di quale ione è in maggioranza sarà acido o basico. Quando il numero di ioni H+ è maggiore di OH- allora la soluzione sarà acida, viceversa basica. Per indicare il numero del pH ad esempio 10 (neutralità) non si adopera la potenza, ma per semplicità viene usato solo l'esponente, questa è una cosa importante da ricordare poiché significa che se consideriamo due soluzioni una con pH 5 ed una con pH 6, la prima è dieci volte più acida della seconda. Come abbiamo visto, il valore del pH viene influenzato dai diversi ioni presenti nell'acqua; questi ioni derivano da acidi o basi. Se liberiamo dell'acido cloridrico HCl nell'acqua questo si divide in H+ e Cl- con un conseguente aumento degli ioni dell'idrogeno e quindi lo spostamento del pH verso l'acidità. Il valore del pH ha notevole importanza in acquaristica, è quindi necessario conoscere i metodi per la sua misurazione. Questi sono tre:
 

1) con cartine al tornasole;
2) con indicatori liquidi;
3) con apparecchiature elettroniche;

il primo deve essere subito scartato, infatti le cartine al tornasole se non vengono usate entro breve tempo dall'acquisto falsano il risultato della misurazione, a causa di una reazione chimica che avviene nelle cartine stesse ed inoltre detta misurazione non è molto precisa. Diverso è per le altre misurazioni. Gli indicatori liquidi effettuano la misurazione in base ad una scala colorimetrica; se usati correttamente danno indicazioni molto precise ed inoltre hanno un costo limitato.       Sono acidi o basi molto deboli che in presenza di un acido o di una base più forte cedono o acquistano degli ioni con cambiamento di colore, viraggio, dovuto al fatto che l'indicatore, a contatto con l'acqua, al momento della perdita o dell'accettazione degli ioni cambia la sua struttura fisica. La misurazione con apparecchiature elettroniche, pH-metro, è la più precisa in assoluto, purtroppo si tratta di attrezzature dal costo abbastanza elevato. Sono costituiti essenzialmente da un potenziometro con visualizzatore, generalmente a cristalli liquidi, e da un elettrodo. La parte più importante è l'elettrodo, costituito da un vetro molto sottile contenente un liquido detto tampone. Se si immerge questo elettrodo in un liquido con pH diverso da quello del liquido interno, attraverso le pareti avviene uno scambio di idrogenioni H+ e si verifica, pertanto, una differenza di potenziale determinata dalla quantità di ioni H + del liquido che bagna l'esterno dell'elettrodo. Misurando con l'apposito potenziometro questa differenza di potenziale si avrà il valore del pH. I più precisi pH-metri, possono misurare differenze di pH dell'ordine di un centesimo.

Problema Nitriti

Inevitabilmente, quando iniziamo con un acquario, abbiamo a che fare con il problema dei nitriti. Che cosa sono i nitriti e perchè questo è un tipico ostacolo di partenza?  In fondo si tratta di un problema di rifiuti, che si presenta perchè le sostanze di scarto prodotte in un acquario non possono essere ancora smaltite correttamente. Per questo smaltimento, infatti, sono necessari dei particolari batteri, oltre tutto in una quantità abbastanza rilevante. Negli acquari già rodati si tratta di batteri che si trovano ovunque: sulle piante, nel materiale di fondo, sulle pietre e naturalmente nel filtro.   In un acquario nuovo devono prima svilupparsi.   Iniziamo dal principio. Quando in un acquario introduciamo dei pesci, questi cominciano subito a compiere funzioni proprie di tutti gli organismi viventi: espellono urina e feci, a cui si aggiungono di regola anche resti di cibo. In un acquario già ben avviato questo non è assolutamente un problema. Certi batteri si gettano affamati su questi rifiuti e, tramite una collaborazione esemplare di varie famiglie di batteri, li riciclano, generando come prodotto finale i nitrati.  I nitrati sono considerati dei fertilizzanti azotati per le piante e risultano relativamente innocui per i pesci.   Ma è nei dettagli che spesso si presentano i problemi.   Il processo di smaltimento delle sostanze di rifiuto prodotte in acquario - principalmente proteine, feci e urina, ammoniaca e ammonio - fino allo stadio finale dei nitrati (formula chimica NO3) si svolge tramite vari passaggi. E per ogni passaggio è responsabile una determinata famiglia di batteri.   Per il passaggio 1, dall'ammonio/ammoniaca ai nitriti, sono responsabili i batteri del gruppo Nitrosomonas. Essi innanzi tutto trasformano i rifiuti iniziali dei pesci e gli avanzi di cibo in un prodotto intermedio, i nitriti (formula chimica NO2).   E questi nitriti sono altamente tossici per i pesci.   I pesci tollerano appena contenuti di nitriti fino a 0,2 milligrammi per litro (mg/l) d'acqua.   A partire da 0,5 mg/l la situazione si fa critica. 2,0 mg/l di NO2 a lungo termine risultano letali per i pesci.   Come termine di paragone, i nitrati (NO3), il prodotto di riciclaggio finale nell'acqua dell'acquario, vengono tollerati dai pesci fino a concentrazioni di circa 100 mg/l.   Per ulteriore ossidazione dei nitriti è responsabile un'altra famiglia di batteri, i cosiddetti Nitrobacter.   Il problema in acquario sta nel fatto che entrambi i gruppi di batteri si devono sviluppare al più presto possibile in quantità sufficienti.   Purtroppo però, la prima famiglia di batteri, le specie di Nitrosomonas responsabili del processo di decomposizione fino ai nitriti, si sviluppa più rapidamente del secondo gruppo.   In questo modo può accadere che i batteri Nitrosomonas producano più nitriti di quanti i Nitrobacter, non ancora numerosi, ne riescano in un primo momento a ossidare. Si crea per così dire una discarica di nitriti in acquario, con tutte le conseguenze spiacevoli che ciò comporta. Un avvertimento: alcuni Autori per questo motivo consigliano agli acquariofili principianti di attendere circa tre settimane prima di effettuare l'introduzione dei pesci così da aggirare in maniera ingegnosa queste difficoltà iniziali. E invece, marameo, i conti non tornano.  Infatti, i batteri per moltiplicarsi hanno bisogni di nutrimento, quindi di feci, urina e residui di cibo. Se dunque si attendono tre settimane, anche il processo di moltiplicazione dei batteri desiderati inizia solo tre settimane più tardi. Semplicemente posticipiamo il problema dei nitriti.

La migliore misura di prevenzione consiste nell'osservare attentamente i pesci sopratutto nella fase iniziale. Ancora meglio è misurare nelle prime tre settimane quotidianamente il contenuto di nitriti nell'acqua. Questo è particolarmente comodo e facile con i vari test dei nitriti in commercio. Se si registra un tasso troppo alto di nitriti nell'acqua, si deve immediatamente procedere al ricambio di circa la metà del volume d'acqua. E' preferibile cambiare fin da subito, per quattro settimane, regolarmente ogni settimana l'acqua per circa un terzo del contenuto della vasca.   Alcuni acquariofili esperti introducono nei nuovi acquari una manciata di materiale di fondo proveniente da un acquario più vecchio oppure inseriscono nel nuovo filtro un pò di materiale filtrante di un filtro gia avviato da un pò di tempo, inoculando così i batteri desiderati.

Problema PH

Di che si tratta? L'acqua può essere acida, alcalina o neutra.   Questo dipende dai sali o dai gas disciolti in essa. Per rendere misurabile anche questo fenomeno, i chimici hanno inventato il valore pH. Tutta la gamma dei valori di acidità e alcalinità, dall'acido più forte fino alla base più corrosiva, è stata suddivisa in 14 unità: pH 0 indica l'acido più forte, pH 14 è il tasso di alcalinità più intensa, mentre pH 7 è il valore neutro.   La nostra acqua del rubinetto di regola si trova si trova su valori neutri, tra pH 6,8 e 7,4.   E questo è anche il valore che di norma desideriamo ottenere in acquario e con cui i pesci d'acquario si sentono a loro agio. Fortunatamente la maggior parte delle acque di rubinetto contiene un sistema tampone con qui il valore pH viene stabilizzato approssimativamente sul livello neutro: si tratta del bicarbonato.   Anche il contenuto di questo sale nell'acqua è misurabile, precisamente come durezza carbonatica. L'unità di misurazione è il grado di durezza tedesca , abbreviato grado dH. Una durezza carbonatica di un'acqua di rubinetto tra 4 e 8 gradi dH è un valore senz'altro accettabile per le condizioni in acquario.   In questo caso la forza tampone è sufficiente per essere sicuri contro gli acidi; si tratta soppratutto di acido carbonatico (per esempio prodotto dalla respirazione dei pesci e dei batteri) o anche di acidi organici.   Se la durezza carbonatica è più bassa, eventualmente appena di 1 o 2 gradi dH, l'acquariofilo deve stare attento,perchè tramite certi processi chimici anche un elevato tasso di nitrati può ridurre il contenuto di carbonati. Cosa potrebbe succedere?

Se per esempio un'acqua d'acquario ha una durezza carbonatica di appena un grado dH, mediante un ulteriore apporto di un pò di acido, per esempio acido carbonico, acido citrico, o anche in caso di elevato contenuto di nitrati, è facile che il valore scenda a 0 gradi dH.   In questo momento anche il valore pH può scendere dal livello neutro di 6 o 7 a un pH di 4 o addirittura inferiore. E questa è nuovamente una situazione pericolosa e spesso letale per i pesci.   Se si registra una durezza carbonatica troppo bassa, si può intervenire anche in questo caso con dei cambi d'acqua oppure aggiungendo compresse tampone generatrici di KH.

Anidride Carbonica

L'acqua ha la capacità di attirare l'anidride carbonica, questa a sua volta trasforma il calcio ed il magnesio ed in tal modo si fissa nell'acqua legandosi alle nuove sostanze formate, comunque, una certa quantità di questo gas rimane libera nell'acqua, questo per un motivo ben preciso: essa si legherà ai carbonati o ai bicarbonati, che invece di rimanere in soluzione, tendono a precipitare. Da ciò, esempio lampante, sono le incrostazioni di calcio che si formano sui vetri dell'acquario o addirittura sulle foglie di certe piante quando l'acqua è priva di anidride carbonica. In chimica tutto è sottoposto a regole ferree, così almeno in teoria, si può ottenere una tabella di quanta anidride carbonica libera è presente in acque con determinate durezze carbonatiche.

Questa tabella è in realtà soltanto teorica, in quanto difficilmente troveremo un'acqua con una durezza carbonatica di 14°KH ed una quantità di 34,5mg/l, dato che l'anidride carbonica è un gas capace di diffondersi facilmente nell'aria allontanandosi dall'acqua. La presenza di questo gas è molto importante ed è in relazione con il pH ed il KH. La maggior parte delle piante acquatiche assorbe sia anidride carbonica che bicarbonato di calcio, dopo l'assorbimento vengono ceduti ioni OH- che reagiscono con gli ioni di calcio per formare l'idrossido di calcio, si ha così un aumento del pH, quindi è bene controllare la quantità di CO 2 .

TABELLA DELLA QUANTITÀ DI ANIDRIDE CARBONICA IN BASE AI DIVERS VALORI CHIMICI DELL'ACQUA

Concentrazione di CO 2 in mg/l 

I valori ottimali sono in verde