La durezza dell’acqua è una combinazione di proprietà chimiche e fisiche associate al contenuto di sali disciolti di metalli alcalino-terrosi, principalmente calcio e magnesio, i cosiddetti “sali di durezza”.
L’acqua contenente 100-150 mg di calcio per litro è accettabile per l’uso idroponico e, in linea di principio, per la maggior parte delle piante, non è necessario aggiungere ulteriore calcio.
L’acqua dolce contiene meno di 50 mg di calcio per litro. Per una crescita efficace delle piante, è necessario aggiungere anche sali di calcio e magnesio.
I produttori di fertilizzanti idroponici tengono conto della presenza di calcio e magnesio nelle loro formulazioni e producono variazioni di fertilizzante sia per l’acqua dura che per quella dolce.
La durezza dell’acqua si distingue tra temporanea (carbonato) e permanente.
Durezza temporanea dell’acqua
La durezza temporanea è un tipo di durezza dell’acqua causata dalla presenza di carbonato di calcio e carbonato di magnesio disciolti. Quando questi minerali si dissolvono in soluzione, i cationi di calcio e magnesio (Ca2+, Mg2+) e anioni carbonato e bicarbonato (CO32-, HCO3–). Il pH ottimale per l’idroponica è 5,5. Il pH dell’acqua sarà troppo alto se l’acqua di irrigazione contiene quantità significative di carbonato e bicarbonato (CO32-, HCO3–). Questo è spesso il caso quando si utilizza l’acqua di pozzo. Pertanto, quest’acqua deve essere trattata con acido per neutralizzare l’HCO3– e per abbassare il pH della soluzione nutritiva. La quantità di acido da aggiungere è determinata dal contenuto di HCO3–… Quando l’acido viene aggiunto all’acqua, il bicarbonato viene neutralizzato dal protone dell’acido e il pH della soluzione diminuirà. Il calcio (o magnesio) rimarrà disponibile per l’assorbimento da parte delle piante e l’anione acido rimarrà disciolto nell’acqua. Ad esempio, quando si aggiunge acido nitrico, si verificherà la seguente reazione:
Ca2+ + 2HCO3– + 2HNO3 Ca2+ + 2CO2 + 2H2O + 2NO3–
L’acido nitrico è ampiamente utilizzato per questo scopo, ma possono essere utilizzati anche l’acido fosforico e i suoi derivati come l’urea fosfato. Aggiungendo più acido, la concentrazione degli anioni associati in soluzione, come nitrati e fosfati, aumenterà. Questi valori non devono superare la concentrazione richiesta per la soluzione nutritiva. Questo limita la quantità di acido che può essere aggiunta per neutralizzare HCO3… Pertanto, la concentrazione iniziale di HCO3– in acqua è un grave problema di qualità.
La neutralizzazione del bicarbonato con un acido avvia l’evoluzione dell’anidride carbonica (CO2) e acqua. CO2 deve lasciare liberamente la soluzione nutritiva; in caso contrario, il pH della soluzione non si abbasserà e oscillerà. Ciò significa che la reazione di acido e bicarbonato deve avvenire in sistemi aperti come un recipiente di miscelazione aperto.
