水族箱裡的KH - 水族

以下全文 KH 定義為 HCO3- 與 CO3(2-) 在水中的濃度




草缸 一直有人說 我的水好硬 KH好高 該怎麼辦？

海缸有人說 天然海水KH很低 換水會震盪！


到底KH到底是什麼？



KH 就是開頭說的 HCO3-、CO3(2-)的濃度



也許很模糊





自然課本說的 暫時硬水 就根KH有關

食品添加的小蘇打 蘇打 溶於水 的濃度就是 所謂的KH





簡單介紹一下 CO2在水中的表現

基本上 易融於水 形成 H2CO3


也可能解離 也可以換個方向想 兩邊都加上OH-

H2CO3 <=> H+ + HCO3- H2CO3 + OH- <=> HCO3- + H2O

也可能再度解離

HCO3- <=> H+ + CO3(2-) HCO3- + OH- <=> CO3(2-) + H2O


H+ 就是所謂的酸性環境 而0H-就是鹼


根據某個化學原理 箭頭 某一邊過多的時候

會趨向箭頭的另外一邊進行


也就是 　　　反之

酸性環境 CO3(2-) 會變成 HCO3- 　　　　　鹼性環境 H2CO3 會變成 HCO3-

再更酸的話 HCO3- 會變成 H2CO3　　　　 再更鹼的話 HCO3- 會變成 CO3(2-)




好 有以上基礎之後 來談談草缸

維持植物基本是光合作用

而光合作用原料是 CO2 + H20 + 光

那水體裡的植物需要的是什麼狀態的CO2?

又跟KH有怎樣的關係？

有在看Paludarium部落格的應該很能回答第一個問題

水草偏好的是H2CO3

那麼 為了"慣"水草

維持一個"酸的環境" 讓溶於水中的CO2 維持H2CO3的型態

讓水草好吸收

也就是為什麼要做水的理由


那 為什麼不用KH高的水？

(1)可能是鹼性的水 CO2很自然會變成水草不愛的形式

慣水草就崩潰給你看

(2)雖然CO2是易融於水的 但他還是弱酸

缸子裡的 HC03-( 或是CO3(2-) )過多的時候

CO2就不容易溶解到水裡 也就是 飽和了

(3)石頭會影響KH是怎麼回事？

那些石頭主要成份是CaCO3或是MgCO3之類的礦物

而這些礦物雖然很不容易溶於水 但在酸性環境下 卻很容易溶解

CaCO3 + H+ <=> Ca2+ + HCO3-

又出現我們討厭的CO2模式了....

又偏偏大部分人的草缸都是偏酸性的

所以石景缸 水草難養的道理就是這樣


小結以上 想要在KH高的水裡 讓水草吸收到想要的H2CO3 該怎麼做呢?


加酸(H+)

讓CO2維持在想要的H2CO3狀態






有沒有 其他解咧？







有的

讓CO2不要溶於水

也就是氣泡模式

氣泡狀態的CO2飄散在水體裡　讓水草吸收

每顆CO2的濃度遠遠大於溶解在水裡的濃度

讓水草吸收二氧化碳的過程　與KH無關

也就是霧化器 細化器 與直接用沉馬打CO2的道理







除此之外 KH還扮演 怎樣的角色?

KH其實是硝化系統所需


在硝化菌轉化 NO2-到 NO3-的過程中

眾所皆知的 是耗氧的過程

不僅於此 硝化的過程還會酸化水質

但酸化水質 或是 會消耗KH 在最上面的式子看來 是一體兩面的東西

也就是 有大大說過的

pH6以下幾乎沒有硝化作用 就是因為水體裡內幾乎沒有KH

這也有可能是 突然降酸到無KH的缸子 不太穩定的原因




淡水講完了

那來聊聊海水裡的KH有什麼秘密



(此行以上 & 此行以下 都屬個人猜測 但此行以下個人虎濫的成分 大很多)



台灣有個海水大站 似乎是叫做pH8.4

而這個pH值有點耳熟

有興趣可以查一查 pH 與 CO2 解離的關係

這個值 正是水體裡HCO3-極大值的pH

這跟海水缸 有什麼關係？



眾所皆知 珊瑚體內 可以藉由共生藻行光合作用

光合作用的主要原料 前面就說過了

而海水缸 與 水草缸不同的點就在於此

海水的共生藻 偏好的是 HCO3-型態的 CO2

是故 海水缸藉由 鈣反 或者 滴定小蘇打溶液 添加所謂的KH

換成草缸的思維 說穿了 不過是打CO2的道理

而 要使用HCO3-其實是要付出代價的

(RUBISCO還是C4還是光呼吸之類的我不太懂)

共生藻需要更強的光照 來提供能量 讓這些酶可以運作

也就是 海水缸 需要比 水草缸 更強光照的原因



一樣的 海水缸也存在硝化系統 也一樣需要KH

只是這點在海水缸裡 不像水草缸那麼矛盾

只要準備一瓶小蘇打 不用準備電磁閥跟鋼瓶

好海缸 不考慮跳一下嗎？




既然各位有耐心 又有興趣看到這裡

容我再多講一些吧



剛剛提到了 硝化作用 需要氧 需要KH

那反硝化作用(脫氮作用)呢?

其實這在一些污水處理的文章有

一味的硝化系統很強 只會讓水體裡的NO3-過高

小BB喝了這樣的水 是會生病的

反硝化系統就這樣被放大研究


主要的反應是這樣:

細菌(缺氧環境)
食物 + NO3- ===============> N2 + OH- + 能量



食物 就是一些可以細菌分解的有機物 (BOD)

有玩海水的應該很熟的 伏特加法 就是此法

要建立這樣的環境 要有:

1)缺氧區 (或是緩流區)

2)有食物 (適時的添加 甲醇,乙醇...或是水體裡本來就有)


也就是為什麼 稻田裡的土壤 很容易會流失氮肥的原因





關於 水族缸內的KH 是不是不會那麼一頭霧水了呢？







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