Способность природных водных систем препятствовать изменениям рН может быть оценена количеством бикарбонатных и карбонатных ионов, присутствующих в системе. Этот показатель называется щелочностью.
Щелочность измеряется путем титрования проб воды раствором серной кислоты до конечных значений, получаемых с помощью фенолфталеина и метилоранжа. Бикарбонатная щелочность вычисляется как разность между карбонатной (фенолфталеин) и общей (метилоранж) щелочностью (АРНА, 1975).
В пресноводных системах культивирования щелочность, как правило, должна составлять от 30 до 200 мг/л, хотя воды с более высокой и низкой щелочностью с успехом использовались для культивирования. Вода с очень низкой щелочностью обладает слабой способностью сопротивляться изменениям рН, и ее следует в большинстве случаев избегать. Вода с низкой щелочностью может быть пригодна для интенсивных систем культивирования, поскольку в замкнутые системы обычно вводится буфер. Его можно вводить также и в открытые или полузамкнутые системы в случае необходимости. Почвы прудов обмениваются ионами с водой и способны оказывать довольно значительное влияние на щелочность вплоть до того, что карбонаты могут оказаться исчерпанными. Для увеличения щелочности в пруды можно добавлять карбонат кальция (Arce and Boyd, 1975).
Если щелочность исключительно высока, карбонаты могут осаждаться на поверхностях в системе культивирования (например, на трубах или на стенках выростных емкостей). Это может произойти особенно в том случае, если в воде присутствуют значительные количества ионов кальция или магния, которые могут вступать в реакцию с карбонатами. Щелочность морской воды всегда очень высока из-за присутствия карбонатов в морских осадках и растворенных в воде. Однако она не настолько высока, чтобы вызвать осаждение карбоната кальция в выростных емкостях.
рН воды влияет на долю щелочности, обусловленную угольной кислотой, бикарбонатами и карбонатами. На эти соотношения влияют также температура и соленость. Например, в морской воде при рН 8,0 и температуре 24 °С примерно 8% щелочности обусловлено карбонатами, в то время как в пресной воде при тех же значениях рН и температуры менее 0,5% щелочности представлено карбонатными ионами (Spotte, 1970). В общем случае щелочность большинства пресных вод и вод эстуариев с низкой соленостью вызвана присутствием бикарбонатов.