水質的硬度

■ 總硬度（CaCO3硬度）
總硬度可以說是水質中鈣和鎂離子濃度所代表的特性， 是水族養殖用水的一項重要指標， 每種水族生物都只能在一定範圍總硬度的水域中生存。 因此在決定水源是否適合於飼養用水時， 總硬度是一個重要的考慮因素。
水的總硬度， 在每一個地方的變化都不一樣。 一般來說， 海水比淡水硬， 表面水比地下水軟。 不過就相似的水域來說， 水的硬度和自然的地質有關。 尤其是處於石灰岩的地質環境中的水域， 它的總硬度常常比其他地區要高。
引起硬度的離子除了鈣和鎂之外，

象鍶、錳、鐵、鋁等陽離子也是肇因之一， 只不過它們的含量與鈣、鎂相較極少， 因而常常忽略不計。
硬度常以CaCO3（分子量＝100）的當量來表示， 並以水質中含1ppmCaCO3為1度。 計算硬度時， 通常引起硬度的離子可用下列公式計算：
硬度（ppmCaCO3）＝M2+（ppm）×100/M2+的當量（公式中的M2+代表任一的二價金屬離子）
例如， 若水質中含有10ppm的鎂離子（Mg2+）， 以及15ppm的鈣離子（Ca2+）， 則它的總硬度值計算如下：
總硬度＝鎂硬度+鈣硬度
鎂硬度＝10ppm×100/24.4＝41.0ppm
鈣硬度＝15ppm×100/40.0＝37.5ppm
總硬度＝41.0ppm+37.5ppm＝78.5ppm（計算公式中的24.4為鎂的當量重， 40.0為鈣的當量重）

■ 德國硬度標記法（gH）
是以氧化鈣的當量來表示溶於定量水質中所有可溶性鈣和鎂離子的方法。 1度gH相當於每100ml水中含有磷化鈣的當量為1毫克（10ppm）。 1度gH也相當於CaCO3硬度17.8ppm。

■ kH硬度
kH硬度是碳酸氫根（HCO3-）濃度的度標， 因為碳酸氫根是水質中最主要的緩衝物質，

它可以中和水質中任何增加或減少的游離CO2， 以及亦能抑制氫離子的波動， 以維持恒定的pH值， 因此kH的控制被視為水質管理不可缺的手續。
如果kH過低， 表示水中天然的緩衝系統已經失去平衡， 水質將趨酸性化， 很容易受到中酸性物質的影響， 使pH值急遽降低。 反之如果kH過高， 水質將趨鹼性化， 很容易受到中鹼性物質的影響， 使pH值急遽升高。 這些現象勢必對水族生物生長產生不良反應。
kH硬度完全針對水質中的陰離子（HCO3-）含量的標記法， 這種標記法是以100ml水中含有1毫克的HCO3-稱為1度（相當於10ppm濃度）， 並標記為1度kH。 它與CaCO3硬度完全針對水質中的陽離子（Mg2+、Ca2+）含量標記法完全不同。
至於kH硬度要多少才適當？這個問題並沒有一定的答案。 因為它得含量必須與水中的CO2的含量相配好才能決定， 而且兩者濃度的平衡關係又深受pH值的影響， 使得kH硬度、CO2濃度與pH值三者之間形成三角互動關係。 換句話說， 在不同的CO2濃度以及pH值之下， 將會有一個最適的對應kH值。 只有kH值被控制在越接近這個最適kH值之下， 才能表現出最佳緩衝作用的能力。 不過就一般而言， 淡水的kH硬度通常介於5～10度之間， 海水則介於5～12度之間。