Кокколитофориды

Какие последствия может иметь глобальное потепление

Чем же опасен углекислый газ в больших концентрациях в воздухе и к чему приведет глобальное потепление? Такое будущее прогнозируют уже давно и вот каким оно будет в 2100 году.

При отсутствии действий по смягчению последствий изменения климата, со способами и темпами хозяйственной деятельности аналогичными сегодняшним, мы будем жить в энергоемкой мире, основанном на использовании все более дефицитного и дорогостоящего ископаемого топлива. Человечество будет испытывать большие проблемы в сфере энергетической безопасности. Лесной покров в тропиках будет замещен сельскохозяйственными и пастбищными угодьями практически повсеместно. К концу 21-ого века, глобальная температура достигнет отметки на ≈ 5°С выше, чем до индустриальной революции.

Контрастность природных условий резко усилится. Мир полностью измениться при концентрации углекислого газа в атмосфере, равной 900 ppm. Произойдут широкие преобразования природной среды, часто в ущерб человеческой деятельности. Стоимость адаптации к новым условиям намного превысит стоимость смягчения последствий изменения климата.

Последствия в океане

Воды Арктики могут стать полностью свободными ото льда в летний период к 2050 году. Уровень моря повысится на 0,5-0,8 метров и продолжит повышаться после 2100 года. Многие населенные пункты и прибрежная инфраструктура по всему миру будут находиться под угрозой разрушения. Произойдет значительное увеличение случаев экстремальных ситуаций в прибрежной зоне (ущерб нанесут цунами, штормы и связанные с ними приливы).

Возникнет повсеместная гибель коралловых рифов в результате окисления и нагрева океана, повышения уровня моря и усиления интенсивности тропических циклонов и ливней. Изменения в рыболовстве даже не поддаются предсказаниям.

Последствия на суше

Области распространения вечной мерзлоты сократятся более чем на 2/3, что приведет к эмиссиям в атмосферу, эквивалентным выбросам углекислого газа за всю историю вырубки лесов. Многие виды растений будут не в состоянии достаточно быстро приспособиться к новым климатическим условиям. Увеличение температуры негативно скажется на урожае пшеницы, риса и кукурузы в тропических и умеренных широтах. В результате чего произойдет массовое исчезновение видов. Повсеместно будет не хватать пищи людям, голод станет одной из основных проблем человеческой цивилизации.

Последствия в атмосфере

Интенсивность и продолжительность периодов аномально жарких дней, по крайней мере, удвоится по сравнению с сегодняшним днем. Холодные и влажные северные регионы станут еще более влажными, а регионы с полусухим и пустынным климатом еще более сухими. Экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми на большей части умеренных и тропических широт. Произойдет глобальное увеличение количества осадков, а ежегодная площадь наводнений увеличится в 14 раз.

Последствия для человека

Расчетный безопасный уровень концентрации CO₂ для человека в 426 ppm будет достигнут в ближайшие 10 лет. Предполагаемый рост до 900 ppm в атмосфере к 2100 году очень негативно скажется на человеке. Постоянная вялость и усталость, чувство духоты, потеря внимания, обострение астматических заболеваний – это лишь малая часть неудобств, которые мы ощутим на себе. Постоянные перепады температур и погодных условий не принесут человеческому организму никакой пользы. Производительность труда сильно упадет. Эпидемиологический и болезненный риски очень повысятся в больших городах.

Влияние pH, щелочности и жесткости на токсичность аммония и металлов

Аммоний становится более токсичным при возрастании pH. Высокие концентрации токсичной неионизированной формы аммония (NH₃) формируются в основной воде, тогда как NH₄+ преобладает в кислой воде. Так как щелочность повышается с ростом pH, аммоний становится более ядовитым в воде с высокой общей щелочностью. Жесткость обычно не связана с токсичностью аммония.

Металлы, такие как медь и цинк, более распространены в быту (в бассейнах, сантехнике и CuSO₄). Они становятся лучше растворяются в кислой воде. Растворимость или свободная ионизированная форма этих металлов токсична для рыб. Высокая общая щелочность повышает pH и доступность оснований, которые способствуют образованию менее токсичных нерастворимых форм меди и цинка. Высокие концентрации кальция и магния (жесткость) блокируют эффекты меди и цинка в местах их токсического влияния. Поэтому, эти металлы более ядовиты для рыб в мягкой, кислой воде с низкой общей щелочностью.

В идеале, пруд с аквакультурой должен иметь pH 6.5-9.0, умеренную или высокую щелочность (75-200 мг/л, но не менее 20 мг/л) и кальциевую карбонатную жесткость 100-200 мг/л CaCO₃. Многие принципы химизма абстрактны (буферизация, карбонатный-бикарбонатный) и их сложно понять. Но фундаментальное понимание взаимосвязи pH, CO₂, щелочности и жесткости необходимо для эффективного управления аквакультурой.
——
www2.ca.uky.edu/wkrec/interactionsphetc.pdf
William A. Wurts and Robert M. Durborow. Interactions of pH, Carbon Dioxide, Alkalinity and Hardness in Fish Ponds. Southern Regional Aquaculture Center. SRAC Publication No. 464. 2012.

Разнообразие

Когда два течения сталкиваются (здесь потоки Оясио и Куросио ), они создают водовороты . Фитопланктон концентрируется по границам водоворотов, отслеживая движение воды.

Цветение водорослей на юго-западе Англии

Вид со спутника НАСА на цветение фитопланктона в Южном океане

Термин «фитопланктон» охватывает все фотоавтотрофные микроорганизмы в водных пищевых сетях . Однако, в отличие от наземных сообществ , где большинство автотрофов являются растениями , фитопланктон представляет собой разнообразную группу, включающую простейшие эукариоты, а также эубактериальные и архебактериальные прокариоты . Известно около 5000 видов морского фитопланктона. Как такое разнообразие эволюционировало, несмотря на ограниченные ресурсы (ограничивающие дифференциацию ниш ), неясно.

В количественном отношении наиболее важные группы фитопланктона включают диатомовые водоросли , цианобактерии и динофлагелляты , хотя представлены многие другие группы водорослей . Одна группа, кокколитофориды , ответственна (частично) за выброс значительных количеств диметилсульфида (ДМС) в атмосферу . DMS окисляется с образованием сульфата, который в областях с низкой концентрацией аэрозольных частиц в окружающей среде может вносить вклад в популяцию ядер конденсации облаков , что в основном приводит к увеличению облачного покрова и альбедо облаков в соответствии с так называемой гипотезой CLAW . Различные типы фитопланктона поддерживают разные трофические уровни в разных экосистемах. В олиготрофных океанических регионах, таких как Саргассово море или Южно-Тихоокеанский круговорот , в фитопланктоне преобладают клетки небольшого размера, называемые пикопланктоном и нанопланктоном (также называемые пикофлагеллятами и нанофлагеллятами), в основном состоящие из цианобактерий ( Prochlorococcus , Synechocucaryotes ) и пикоэвикотесов. как Micromonas . В более продуктивных экосистемах, где преобладают апвеллинг или высокие земные поступления, более крупные динофлагелляты являются более доминирующим фитопланктоном и отражают большую часть биомассы .

Щелочность

Общая щелочность характеризует количество оснований, присутствующих в воде. Как правило, в пруду присутствуют карбонаты, бикарбонаты, гидроксиды, фосфаты и бораты. Карбонаты и бикарбонаты самые распространенные и наиболее важные компоненты щелочности. Этот показатель измеряется по количеству кислоты (H+) в воде, которое может абсорбироваться (буферизация) перед достижением назначенного уровня pH. Общая щелочность выражается в мг/л или млн-1 карбоната кальция CaCO₃. Щелочности 20 мг/л более чем достаточно для хорошей продуктивности пруда. Желателен диапазон общей щелочности 75-200 мг/л CaCO₃.

Карбонатная-бикарбонатная щелочность (и жесткость) поверхностных и колодезных вод создается преимущественно в ходе взаимодействия растворенного в воде CO₂ и извести грунта. Дождевая вода имеет естественную кислую реакцию, потому что насыщена атмосферным углекислым газом. Как только она проходит сквозь почву, каждая капля насыщается CO₂, и pH снижается. Колодезная вода выкачивается из крупных, естественных подземных резервуаров (водоносный слой) или маленьких, локальных участков грунтовых вод (подземные воды). Обычно, грунтовая вода имеет высокую концентрацию CO₂, низкие pH и концентрацию кислорода. Накопление CO₂ в них обусловлено протеканием бактериальных процессов в почве и минеральных образованиях. Как только дождевая, подземная вода проходит пласт, содержащий кальциевый известняк CaCO₃ или доломитизированный известняк CaMg(CO₃)₂, происходит растворение минералов с образованием кальциевых и магниевых бикарбонатных солей:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca+2 + 2HCO₃—
CaMg(CO₃)₂ + 2H₂O + 2CO₂ = Ca+2 + Mg+2 + 4HCO₃—

В результате, возрастают щелочность, кислотность и жесткость воды.

Цель лечения

Целью лечения тироксином является достижение клинического и биохимического эутиреоза, контролируемого по достижению желаемой концентрации ТТГ, и избежание передозировки. Лечение предотвратит прогрессирование гипотиреоза с риском гипометаболической комы (микседемной комы), улучшает качество жизни, снижает риск сердечно-сосудистых осложнений, нарушений менструального цикла и улучшает фертильность. Лечение беременной предотвращает акушерские осложнения и обеспечивает правильное развитие ЦНС ребенка. Лечение детей предотвращает неврологические и соматические осложнения. 

Недостаточная доза тироксина приводит к стойким симптомам гипотиреоза, повышению уровня холестерина и холестерина ЛПНП, когнитивным нарушениям, повышению диастолического артериального давления, увеличению веса, повышенному риску ишемической болезни сердца, фибрилляции предсердий, сердечной недостаточности и сердечно-сосудистой смертности. 

Повышение диастолического артериального давления

Передозировка тироксином приводит к появлению симптомов гипертиреоза, сердечно-сосудистых заболеваний, включая фибрилляцию предсердий и остеопороз с повышенным риском переломов.

• Преимущества лечения явного гипотиреоза достигаются в любом возрасте. 
• Преимущества лечения субклинического гипотиреоза зависят от возраста — они наиболее выражены у молодых людей в период деторождения. 
• Лечение после 60 лет не улучшает качество жизни и не снижает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. 
• У детей лечение субклинического гипотиреоза остается спорным, в большинстве рекомендаций указывается, что лечение случаев с концентрацией ТТГ 5-10 мЕд / л не является необходимым и не улучшает психомоторные и соматические параметры ребенка. Однако это необходимо в случае концентрации ТТГ> 10 мЕд / л.

Беременным женщинам также требуется лечение в субклинической фазе гипотиреоза.

Всасывание тироксина — почему нужно соблюдать условия приема препарата

Препараты тироксина всасываются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, из которых 21% — в двенадцатиперстной кишке, 45% — в верхнем отделе тонкой кишки и 34% — в нижнем отделе тонкой кишки, что приводит к максимальному увеличению концентрации тироксина в сыворотке крови через 2-4 часа.

Период полувыведения гормона составляет 7 дней, поэтому стабильный уровень тироксина достигается при ежедневном введении. Степень абсорбции таблетированного препарата зависит от pH желудка. Пост увеличивает степень абсорбции, тогда как прием пищи и некоторые лекарства, а также синдромы мальабсорбции ухудшают ее. 

pH желудочного сока

При приеме натощак абсорбируется 70-80% введенной дозы. Считается, что использование желатиновых капсул и капель может обеспечить 100% всасывание, поскольку в этой форме оно не зависит от pH желудочного сока. Единичные сообщения указывают на улучшение всасывания тироксина при одновременном приеме 500 мг витамина С по неизвестному механизму, возможно, зависящему от повышенной растворимости таблетки в желудке. Биодоступность препаратов тироксина, особенно дженериков, варьируется.

Щелочность, pH и фотосинтез

Основания, обуславливающие щелочность, влияют и нейтрализую кислоты. Карбонаты и бикарбонаты могут реагировать с кислотами и щелочами, и буферизировать (минимизировать) изменения pH среды. Кислотность воды с высокими буферными свойствами колеблется в пределах 6.9-9 единиц. В воде с низкими буферными свойствами pH может достигать угрожающе низких (углекислый газ и угольная кислота образуются вследствие дыхания) или угрожающе высоких значений (высокая активность фотосинтеза).

Фитопланктон представляет собой микроскопические или около микроскопические водные растения, ответственные за продукцию значительной части кислорода в пруду и реализацию фотосинтеза. При стабильном значении pH около 6.5 или выше, щелочность улучшает продуктивность фитопланктона, потому что повышает доступность нутриентов (растворимые фосфаты). Щелочность выше 20 мг/л захватывает CO₂ и увеличивает его концентрацию, доступную для фотосинтеза.

Так как фитопланктон использует CO₂ в фотосинтезе, pH в воде возрастает со снижением концентрации углекислого газа и угольной кислоты. Кроме того, фитопланктон и другие растения переводят бикарбонаты (HCO₃—) в углекислый газ для фотосинтеза и высвобождает карбонаты:

2HCO₃— + фитопланктон = CO₂ (фотосинтез) + CO₃-2 + H₂O
CO₃-2 + H₂O = HCO₃— + OH— (сильное основание)

Высокие значения pH также могут обуславливать снижение концентрации H+:
CO₃-2 + H+ = HCO₃— или
HCO₃— + H+ = H₂O + CO₂

Высвободившийся при посредничестве растительной биомассы карбонат из бикарбоната, может вызывать значительное возрастание pH (выше 9) в периоды активного фотосинтеза фитопланктона. Этот подъем pH наблюдается при низкой щелочности воды (20-50 мг/л) или в воде с умеренной и высокой карбонатной щелочностью (75-200 мг/л) и жесткостью менее 25 мг/л. Высокая бикарбонатная щелочность в мягкой воде обусловлена карбонатами натрия и калия, более водорастворимыми, чем карбонаты кальция и магния, влияющими на жесткость. Если присутствуют кальций, магний и образующийся фотосинтетический карбонат, когда pH выше 8.3, формируется известняк. Пруды с щелочностью ниже 20 мг/л обычно не имеют вспышек роста водорослей и, соответственно, вызванного фотосинтезом, резкого подъема pH.

Факторы, влияющие на изобилие

Исследование NAAMES представляло собой пятилетнюю программу научных исследований, проводимых между 2015 и 2019 годами учеными из Университета штата Орегон и НАСА для изучения аспектов динамики фитопланктона в экосистемах океана и того, как такая динамика влияет на атмосферные аэрозоли , облака и климат (NAAMES означает Исследование аэрозолей и морских экосистем Северной Атлантики). Исследование было сосредоточено на субарктическом регионе северной части Атлантического океана, который является местом одного из крупнейших на Земле периодических цветений фитопланктона. Долгая история исследований в этом месте, а также относительная легкость доступа сделали Северную Атлантику идеальным местом для проверки преобладающих научных гипотез и попыток лучше понять роль выбросов аэрозолей фитопланктона в энергетическом балансе Земли.

NAAMES была разработана для конкретных фаз годового цикла фитопланктона: минимума, кульминации и промежуточного уменьшения и увеличения биомассы, чтобы разрешить споры о сроках формирования цветения и закономерностях, управляющих ежегодным воссозданием цветения. В рамках проекта NAAMES также исследовалось количество, размер и состав аэрозолей, образующихся в результате первичной продукции , чтобы понять, как циклы цветения фитопланктона влияют на формирование облаков и климат.

Конкурирующая гипотеза изменчивости планктона Рисунок адаптирован из Behrenfeld & Boss 2014. Предоставлено NAAMES, Исследовательский центр Лэнгли, НАСА

Мировые концентрации хлорофилла в поверхностном океане, наблюдаемые со спутника во время северной весны, в среднем за период с 1998 по 2004 год. Хлорофилл является маркером распределения и численности фитопланктона.

На этой карте NOAA показаны прибрежные районы, где происходит апвеллинг. Питательные вещества, сопровождающие апвеллинг, могут увеличить численность фитопланктона.

Взаимосвязь между видовым разнообразием фитопланктона и температурой или широтой(A) Натуральный логарифм среднегодового месячного богатства фитопланктона показан как функция температуры моря (k, постоянная Больцмана; T, температура в кельвинах). Закрашенные и открытые кружки указывают области, где результаты модели охватывают 12 или менее 12 месяцев, соответственно. Линии тренда показаны отдельно для каждого полушария (регрессии с аппроксимацией локальным полиномом). Сплошная черная линия представляет линейное соответствие богатству, а пунктирная черная линия указывает наклон, ожидаемый из метаболической теории (-0,32). На врезке карты показаны отклонения насыщенности от линейной аппроксимации. Относительная площадь трех различных тепловых режимов (разделенных тонкими вертикальными линиями) приведена в нижней части рисунка. Наблюдаемые термические (B) и широтные (C) диапазоны отдельных видов отображаются серыми горизонтальными полосами (от минимума до максимума, точки для медианы) и упорядочены от широкого (внизу) до узкого (вверху). Ось x в (C) перевернута для сравнения с (B). Красные линии показывают ожидаемое богатство на основе перекрывающихся диапазонов, а синие линии отображают средний размер ареала вида (± 1 стандартное отклонение, синяя заливка) при любом конкретном значении x. Линии показаны для областей с большей достоверностью.

Глобальные закономерности ежемесячного разнообразия видов фитопланктона и видового оборота(A) Среднегодовое ежемесячное богатство видов и (B) помесячный оборот видов, прогнозируемый SDM. Широтные градиенты (C) богатства и (D) оборота. Цветные линии (регрессии с локальной полиномиальной аппроксимацией) показывают средние значения на градус широты из трех различных используемых алгоритмов SDM (красная штриховка означает ± 1 стандартное отклонение от 1000 прогонов Монте-Карло, в которых использовались различные предикторы для GAM). К полюсу тонких горизонтальных линий, показанных на (C) и (D), результаты модели охватывают только <12 или <9 месяцев, соответственно.

Повышенный уровень ТТГ у пациентов, получавших тироксин

Поддержание высокого уровня ТТГ, несмотря на лечение тироксином, может быть связано с:

• Отсутствием сотрудничества, пропуском приема таблеток каждый день (касается 30-80% пациентов с подтвержденным повышенным уровнем ТТГ во время лечения).
• Неправильной дозой или способом введения.
• Мальабсорбцией из-за целиакии, непереносимости лактозы, атрофического гастрита, инфекции Helicobacter pylori, кишечных инфекций, включая лямблии, чрезмерного роста бактерий тонкого кишечника, заболеваний печени, таких как цирроз, застойная печеночная недостаточность, недостаточность поджелудочной железы, хирургическое вмешательство в кишечник, приводящее к укорочению кишечника, прием лекарств, которые мешают всасыванию тироксина, таких как кальций, железо, ингибиторы протонной помпы, ингибиторы H 2.
• Увеличением оборота или выведения тироксина.
• Наличием п / тел, мешающих определению ТТГ, вызывающих ложно высокую концентрацию ТТГ.
• Сосуществованием устойчивости к гормонам щитовидной железы.
• Сосуществованием надпочечниковой недостаточности.

Оценка абсорбции тироксина из желудочно-кишечного тракта может быть выполнена на основе теста, состоящего из однократного введения 1000 мкг Т4 натощак и теста fT4 через 2, 4 и 6 часов. Если пик концентрации ожидается через 2 часа и должен быть выше верхнего предела нормы, значение ниже 20 пмоль / л следует оценивать как мальабсорбцию — мальабсорбцию или очевидную мальабсорбцию — псевдомалабсорбцию. 

В тест можно добавить парацетамол — препарат, у которого механизм абсорбции отличается от механизма абсорбции тироксина. Он заключается в одновременном приеме 1000 мкг тироксина и 1000 мг парацетамола с оценкой концентрации fT4 и парацетамола в крови как перед исследованием, так и на 1-м, 2-м, 3-м и 4-м часах теста. 

Основные пути биотрансформации парацетамола

Доказательством приема парацетамола является наличие препарата в сыворотке крови, а доказательством приема и абсорбции тироксина — повышение концентрации fT4.

Обзор

Для фотосинтеза требуется свет, поэтому фитопланктон должен действовать в поверхностных слоях океана, куда свет проникает. Глубина, на которой обитает фитопланктон, варьируется, иногда ограничиваясь только поверхностью, а иногда дрейфуя до 100 метров в глубину.

По оценкам ученых, половина глобального фотосинтетического связывания углерода и 50-80% производства кислорода на Земле происходит из океана. Большая часть этой продукции приходится на морской фитопланктон — дрейфующие водоросли , морские водоросли и некоторые фотосинтезирующие бактерии, называемые цианобактериями . Один конкретный вид бактерий, прохлорококк , является самым маленьким фотосинтетическим организмом на Земле. Но эта крошечная бактерия производит до 20% всего кислорода в мировой биосфере . Это более высокий процент, чем во всех влажных тропических лесах на суше, вместе взятых.

Вычислить точный процент кислорода, производимого в океане, сложно, потому что его количество постоянно меняется. Ученые могут использовать спутниковые изображения цвета океана, чтобы отслеживать фотосинтезирующий планктон и оценивать объем фотосинтеза, происходящего в океане. Но спутниковые снимки не могут рассказать всей истории. Количество планктона меняется в зависимости от сезона и в ответ на изменения содержания питательных веществ в воде, температуры и других факторов. Исследования показали, что количество кислорода в определенных местах меняется в зависимости от времени суток и приливов.

Синдром Вильсона

Доктор Деннис Уилсон из Флориды предложил использовать трийодтиронин у пациентов с такими клиническими симптомами гипотиреоза, как усталость, задержка воды, увеличение веса, сухость кожи и ломкость ногтей, депрессия, потеря памяти, боли в мышцах и суставах, гипогликемия, запор, синдром кишечника. раздражительность и хроническая усталость, температура тела 36,6 ° C (97,8 ° F) или ниже при нормальном уровне ТТГ и гормонов щитовидной железы. 

Он объяснил это тканевым дефицитом трийодтиронина и назвал это состояние синдромом Вильсона. В связи с потенциальным риском неблагоприятного воздействия таких процедур на кости и сердце, а также с возможностью отсрочить диагностику другой причины вышеупомянутых заболеваний, ATA в 2005 г. опубликовала заявление об отсутствии существенных оснований для диагностики синдрома Вильсона.

Важность

Главное значение фитопланктона — экологическое. Его функция в экосистемах жизненно важна для поддержания жизни и трофических отношений.

Преобразование световой энергии, углекислого газа и неорганических питательных веществ в органические соединения и кислород в значительной степени поддерживает жизнь не только в водной среде, но и на планете.

Эти организмы вместе составляют около 80% органического вещества на планете. Это органическое вещество — пища огромного разнообразия рыб и беспозвоночных.

Кроме того, фитопланктон производит более половины кислорода на планете

Кроме того, эти организмы являются важной частью углеродного цикла

Особенности приема левотироксина натрия

Синтетически полученный левотироксин натрия (L-T4), принимаемый перорально, является стандартным лечением как первичного, так и вторичного гипотиреоза, независимо от его причины, на различных этапах жизни, таких как беременность, неонатальный период, детство, во всех возрастных группах, также у пожилых людей с сопутствующими заболеваниями. 

Сухие препараты щитовидной железы, трийодтиронин или комбинированный тироксин с трийодтиронином не рекомендуются рядом научных обществ, включая ETA (Европейская тироидная ассоциация), ATA (Американская тироидная ассоциация) и AACE (Американская ассоциация клинических эндокринологов).

Жесткость

Жесткость является важным показателем воды при культивировании рыб. В гидрохимическом анализе он обычно присутствует. Жесткость определяется по концентрации двухвалентных ионов — кальцием, магнием и/или железом. Она может включать смесь двухвалентных солей, но кальций и магний всегда преобладают.

Традиционно, жесткость измеряется в ходе химического титрования. Жесткость образцов воды выражается в миллиграммах на литр в эквиваленте карбоната кальция (мг/л CaCO₃). Кальциевая карбонатная жесткость основной индикатор количества двухвалентных солей, который не проводит различий между кальцием, магнием и солями других двухвалентных элементов.

Часто жесткость путают с щелочностью (общая концентрация оснований). Путаница возникает из-за того, что оба параметра измеряются в мг/л эквивалента CaCO₃. Если известняк ответственен за оба параметра, жесткость и щелочность, их концентрация будет схожей. Однако, если в растворе, где на щелочность влияет NaHCO3, жесткость будет низкой, а щелочность, напротив, высокой. Кислые, подземные и колодезные воды могут иметь низкую или высокую жесткость и очень низкую щелочность (либо вообще не иметь её).

Кальций и магний важны для протекания ряда биологических процессов в организме рыб (формирование костей и чешуи, свертывании крови и других метаболических реакциях). Рыбы способны абсорбировать кальций и магний непосредственно из воды или с кормом.

Кальций наиболее важный двухвалентный элемент в культуральной воде. Присутствие свободного (ион) кальция в воде помогает снизить потери других солей (т.е. натрия и калия) из внутренних жидкостей рыб (крови). Натрий и калий входят в состав крови рыб. Они участвуют в реализации ряда процессов, в том числе, деятельности сердца, иннервации и мышечной деятельности. Исследования показали, что кальций окружающей среды также требуется для ре-абсорбции потерянных солей натрия и калия. В воде с низкой концентрацией кальция моет наблюдаться утечка значительных количеств натрия и калия в воду. Для вторичного впитывания этих элементов затрачивается энергия тела

Для некоторых видов рыб (Sciaenops ocellatus, Morone saxatilis) для выживания важно высокое значение кальциевой жесткости

Рекомендуемый диапазон свободного кальция в культуральной воде составляет 25-100 мг/л (65-250 мг/л CaCO₃). Канальный сом толерантен к низкой концентрации кальция до тех пор, пока его корм содержит минимальный уровень кальция, однако скорость его роста низкая. Аналогично, радужная форель переносит низкие концентрации кальция (10 мг/л), если pH выше 6.5. Для выращивания Sciaenops ocellatus, Morone saxatilis или раков желательна концентрация свободного кальция 40-100 мг/л (100-250 мг/л CaCO₃), что соответствует концентрации кальция в крови рыб (100 мг/л Ca или 250 мг/л CaCO₃). Жесткость источников воды для этих видов должна быть проверена.

Низкая карбонатная жесткость надежный индикатор низкого содержания кальция. Однако высокая жесткость необязательно отражают высокую концентрацию этого элемента.

Карбонатная жесткость 100 мг/л включает 40 мг/л свободного кальция (делим CaCO₃ на 2.5), в случае, если она обусловлена лишь присутствием кальция. Аналогично, если значение карбонатной жесткости 100 мг/л и представлена свободным магнием, концентрация магния составляет 24 мг/л (делим CaCO₃ на 4.12). Эти факторы (2.5 и 4.12) связаны с молекулярной массой CaCO₃ и различиями массы атомов магния и кальция. Там, где жесткость обусловлена присутствием известняка, значение CaCO₃ обычно отражает смесь свободного кальция и магния. Но магния все равно преобладает в смеси.

Известняк может использоваться в сельском хозяйстве для повышения концентрации кальция (и карбонатной-бикарбонатной жесткости) в областях с кислой водой или почвой. Однако при pH 8.3 или выше известняк не растворяется. Мягкую, щелочную воду можно обогатить кальцием с помощью гипса (CaSO₄) или CaCl₂. Большие объемы обработки могут привести к серьезным расходам, и более практичным будет поиск другого источника воды.