Следующий важный показатель - жесткость воды. Пресные воды сильно отличаются по жесткости. Этот показатель определяется присутствием в воде ионов кальция и магния. Причем безразлично, в каких соединениях эти вещества находятся. Количество кальция и магния зависит от типа окружающих водоем почв, от площади водосбора, сезона, погоды, времени суток. Естественно, что вода, взятая из водоемов, в разных районах мира существенно отличается по жесткости.

Ионы кальция и магния имеют знак "+" и обозначаются как Са++, Mg++; они называются катионами и связаны с различными анионами, имеющими знак "-". Если катионы связаны с анионами угольной кислоты, то говорят о карбонатной жесткости воды; если катионы связаны с анионами хлора, соединений серы, азота, кремния, фосфора и т. д., то говорят о некарбонатной жесткости.

Сумма всех анионов определяет общую жесткость.

Общая жесткость воды образуется из двух составных: постоянной (неизменной) жесткости и временной (устранимой) жесткости. Последнюю можно уменьшить, например кипячением воды; колеблется она и в зависимости от жизнедеятельности растений. С изменением или устранением временной жесткости снижается и общая жесткость воды.

В гидрохимии жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах кальция и магния; 1 мг-экв содержит 20,04 мг/л Са или 12,5 мг/л Mg. В биохимии этот показатель выражается обычно в градусах. В советской аквариумной литературе принято выражать жесткость в немецких градусах dH (от слов "немецкая жесткость" - "дойче Харте"). Но в книгах других стран могут встретиться и другие градусы:

I dH = 0,36 мг-экв = 1,78° французского = 1,25° английского.

В жестких водах, содержащих соединения кальция, растения днем выделяют углекислый газ из карбонатных веществ. Происходит этот процесс в виде сложной химической реакции, в ходе которой образуется соль кальция СаСО3, выпадающая в осадок игольчатыми кристалликами кальцита. Этот осадок покрывает серой пленкой листья тех растений, которые таким путем получают углекислый газ - элодеи, рдесты, кабомбы (не все аквариумные водные растения обладают такой способностью). Уменьшение количества карбонатов в воде ведет к снижению ее жесткости и называется биогенным умягчением воды. Оно тем выше, чем лучше освещены в аквариуме растения. Так как от карбонатной, временной жесткости, зависит общая, растения вызывают ее колебание в течение суток. При плохом освещении, а также ночью часть соли СаСО3 вновь переходит в состояние ионного раствора. Следовательно, показатель жесткости столь же непостоянен, как и другие показатели воды. Особенно резко колеблется жесткость воды при ее "цветении". Большие колебания временной и общей жесткости могут отрицательно сказаться на здоровье обитателей аквариума.

В мягкой воде соль СаСО3 вступает в реакцию с углекислым газом и существенно изменяет показатель рН. Углекислый газ, растворенный в воде, активно взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, а из нее получаются ионы бикарбоната, они диссоциируют и дают ионы карбоната, причем на всех этапах этой сложной реакции вода обогащается ионами водорода. В жесткой воде кальций и магний выступают буфером, тормозящим эти сдвиги, поэтому в городах, где водопроводная вода мягкая и временная, или карбонатная, жесткость невысока, ночью могут происходить заморы в аквариуме - гибель рыб и других реагирующих на сдвиги рН животных. Часто криптокорины испытывают физиологический шок и сбрасывают листья. Там же, где вода имеет жесткость выше 6°dH, таких неприятностей можно не опасаться. По этой же причине криптокорины, лагенандры и ряд апоногетонов лучше культивировать в воде с жесткостью 6-8°dH, чем в той воде, в которой они растут в природе (0,8-l,5°dH).

Водные растения, достаточно чувствительные к жесткости воды, предпочитают слабожесткую, хотя есть и исключения. Так, мадагаскарские апоногетоны решетчатые, баивианус растут в водах с жесткостью 0,8-1,2°dH, а в аквариумах погибают при жесткости 4-5°. Криптокорина цилиата, наоборот, растет при жесткости, превышающей 20-30°. В мягкой воде разрушаются раковины улиток, плохо переносят линьку креветки и раки - этим животным недостает кальция. Большинство аквариумных рыб нормально живет при 3-15° жесткости. Но и здесь мы встречаемся с отклонениями. Живородящие рыбки нуждаются в воде с жесткостью 10-15° dH, харациниды предпочитают 3-6°, цихлиды озера Малави - 14-20°. Некоторые бычки из рек Средней Азии в мягкой воде очень быстро погибают.

В нашей стране природные воды принято подразделять на:

- очень мягкие (2-4°);

- мягкие (4-11°);

- средней жесткости (11-22°);

- жесткие (22-34°);

- очень жесткие (более 34°dH).