Υπολογισμός CO₂ στο νερό του ενυδρείου

Μια εσφαλμένη άποψη η οποία υποστηρίζεται από πολλούς χομπίστες, είναι πως οι χαμηλές τιμές ανθρακικής σκληρότητας προκαλούν μεγαλύτερη μεταβολή του pH κατά την διοχέτευση CO₂ στο νερό του ενυδρείου. Ο λόγος που αυτή η άποψη είναι λάθος μπορεί να φανεί εύκολα κοιτώντας το παρακάτω παράδειγμα.

• Έστω ότι έχουμε μια τιμή ανθρακικής σκληρότητας 15 βαθμών στο νερό του ενυδρείου μας και μια σταθερή παροχέτευση CO₂ της τάξης των 4.5 ppm. Άρα η τιμή του pH θα είναι 8.0. Αν αυξήσουμε την παροχέτευση του CO₂ ώστε να έχουμε συγκέντρωση 28 ppm η τιμή του pH πέφτει σε 7.2 προκαλώντας μια μεταβολή της τάξης των 0.8.
• Έστω τώρα ότι έχουμε μια τιμή ανθρακικής σκληρότητας 1.5 βαθμών στο νερό του ενυδρείου μας και μια σταθερή παροχέτευση CO₂ της τάξης των 4.5 ppm. Άρα η τιμή του pH θα είναι 7.0. Αν αυξήσουμε την παροχέτευση του CO2 ώστε να έχουμε συγκέντρωση 28 ppm η τιμή του pH πέφτει σε 6.2 προκαλώντας μια μεταβολή της τάξης των 0.8.

Άρα και στις δύο περιπτώσεις ανεξαρτήτως της τιμής της ανθρακικής σκληρότητας η πτώση που προκαλεί η παροχέτευση του CO₂ είναι της τάξης των 0.8. Αυτή η σχέση θα πάψει να ισχύει για τιμές ανθρακικής σκληρότητας χαμηλότερες του 1 βαθμού. Σε αυτήν την περίπτωση δεν υπάρχουν αρκετά ανθρακικά άλατα ώστε να ισορροπήσουν τα οξέα που βρίσκονται στο νερό (buffering), με αποτέλεσμα την απότομη πτώση του pH. Tότε είναι που λέμε ότι έχουμε “pH crash“. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση όπου η τιμή της ανθρακικής σκληρότητας είναι πάνω από 1, η μεταβολή του pH όταν διοχετεύουμε CO₂ θα εξαρτάται αποκλειστικά από την ποσότητα CO₂ που διαλύεται στο νερό του ενυδρείου μας.

H παραπάνω μαθηματική σχέση καθώς και ο πίνακας ισχύουν εφόσον τα ανθρακικά άλατα είναι οι μόνοι ισορροπιστές (buffers) στο νερό του ενυδρείου μας. Αν έχει υπάρξει χρήση άλλων ισορροπιστών, όπως για παράδειγμα φωσφορικοί ισορροπιστές, τότε η εξίσωση δεν ισχύει. Εφόσον υπάρχουν στο νερό ισορροπιστές όπως pH buffers ή Discus buffers, η εύρεση της συγκέντρωσης του CO₂ είναι δύσκολη. Σε αυτήν την περίπτωση ούτε τα τεστ CO₂ που κυκλοφορούν στο εμπόριο θα μπορέσουν να σας βοηθήσουν να βρείτε την συγκέντρωση του CO₂ στο νερό σας γιατί επηρεάζονται από τα φωσφορικά. Επίσης, όλα όσα έχουμε πει εδώ δεν ισχύουν εφόσον υπάρχει υψηλή συγκέντρωση φωσφορικών στο νερό του ενυδρείου.

Mια ακόμη εσφαλμένη αντίληψη που υπάρχει είναι πως αλλάζοντας μια από τις παραμέτρους του παραπάνω τύπου θα μεταβληθεί και η συγκέντρωση του CO₂ στο ενυδρείο μας. Αυτό όμως είναι λάθος. Αλλάζοντας για παράδειγμα την ανθρακική σκληρότητα προσθέτοντας διτανθρακική σόδα, δεν σημαίνει πως θα αυξηθεί και η ποσότητα του CO₂. Αντιθέτως αυτή θα παραμείνει σταθερή και θα μεταβληθεί (ανέβει) η τιμή του pH. Ομοίως αν μεταβάλλουμε τη συγκέντρωση του CO₂ το pH θα μεταβληθεί κι αυτό. Παρατηρούμε δηλαδή πως αν μεταβάλλουμε μια από τις παραμέτρους (CO₂ ή kH) του παραπάνω τύπου, αυτό που τελικά θα μεταβληθεί είναι το pH και όχι η άλλη παράμετρος (CO₂ ή kH). To pH είναι αυτό που αντιδρά σε οποιαδήποτε μεταβολή. 

Για παράδειγμα έστω πως το νερό της βρύσης μας δίνει τιμές kH=3 και pH=7.6, άρα βάση τύπου έχει CO₂=2.3ppm. Είναι λάθος να πιστεύει κανείς πως αυξάνοντας την ανθρακική σκληρότητα σε kH=10 με την προσθήκη διτανθρακικής σόδας θα ανεβάσουμε και τη συγκέντρωση του CO₂ στα 12ppm. Αντιθέτως η συγκέντρωση του CO₂ θα παραμείνει σταθερή και θα ανέβει το pH.

Στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε pH controller ο οποίος διοχετεύει CO₂ μέχρι το pH να φτάσει σε μια συγκεκριμένη τιμή, τότε με την προσθήκη διτανθρακικής σόδας στο νερό του ενυδρείου θα έχουμε αύξηση του pH, θα λειτουργήσει ο pH controller διοχετεύοντας μεγαλύτερη ποσότητα CO₂ μέχρι το pH να επανέλθει στην επιθυμητή τιμή που του έχουμε ορίσει, οπότε με αυτόν τον τρόπο θα έχουμε και αύξηση της συγκέντρωσης του CO₂ στο νερό του ενυδρείου μας. Μεγάλη προσοχή χρειάζεται σε αυτές τις περιπτώσεις γιατί αν υπάρχει κάποιος σταθεροποιητής pH (pH buffer) στο ενυδρείο μας ο pH controller θα συνεχίσει να διοχετεύει CO₂ στο νερό μέχρις ότου η τιμή του pH πέσει, ενώ αυτή δεν θα πέφτει λόγω του buffer, προκαλώντας την ύπαρξη μεγάλης συγκέντρωσης CO₂ στο νερό με αποτέλεσμα τα ψάρια μας να κινδυνεύουν να πεθάνουν από δηλητηρίαση CO₂.

Παρακάτω μπορείτε να δείτε την συγκέντρωση του CO₂ που έχετε στο ενυδρείο σας εφόσον δεν έχουν χρησιμοποιηθεί φωσφορικά buffer και οι τιμές των φωσφορικών σας δεν είναι υψηλές, δίνοντας την τιμή του pH καθώς και της ανθρακικής σκληρότητας kH σε βαθμούς ή ppm.