Υπολογισμός CO2 στο νερό του ενυδρείου

Είναι αρκετά χρήσιμο να γνωρίζουμε την ποσότητα του διαλυμένου CO2 στο νερό του ενυδρείου μας όταν διοχετεύουμε CO2. Ο πιο απλός τρόπος να βρούμε τη συγκέντρωση του διαλυμένου CO2 βασίζεται σε έναν μαθηματικό τύπο και σχετίζεται με τις τιμές του pH και της ανθρακικής σκληρότητας kH που έχει το νερό του ενυδρείου μας. Όσο αυξάνουμε την παροχή CO2 στο νερό του ενυδρείου τόσο θα πέφτει η τιμή του pH. Αν σταματήσουμε την παροχέτευση, τότε το pH θα αυξηθεί.

Ο μαθηματικός τύπος που συνδέει τις τρεις αυτές παραμέτρους του νερού είναι ο εξής:

Με βάση τον παραπάνω τύπο, μπορούμε να δούμε στον παρακάτω πίνακα τιμές συγκέντρωσης του CO2 (σε ppm) για ενδεικτικές τιμές των pH και kH (σε βαθμούς/degrees).
kH \ pH
6.0
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
8.0
0.5
15
12
9
8
6
5
4
3
2
2
2
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1.0
30
24
19
15
12
9
8
6
5
4
3
2
2
2
1
1
1
1
0
0
0
1.5
45
36
28
23
18
14
11
9
7
6
5
4
3
2
2
1
1
1
1
1
0
2.0
60
48
38
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
3
2
2
2
1
1
1
1
2.5
75
60
47
38
30
24
19
15
12
9
8
6
5
4
3
2
2
1
1
1
1
3.0
90
71
57
45
36
28
23
18
14
11
9
7
6
5
4
3
2
2
1
1
1
3.5
105
83
66
53
42
33
26
21
17
13
11
8
7
5
4
3
3
2
2
1
1
4.0
120
95
76
60
48
38
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
3
2
2
2
1
5.0
150
119
95
75
60
47
38
30
24
19
15
12
9
8
6
5
4
3
2
2
2
6.0
180
143
114
90
72
57
45
36
29
23
18
14
11
9
7
6
5
4
3
2
2
7.0
210
167
133
105
84
66
53
42
33
26
21
17
13
11
8
7
5
4
3
3
2
8.0
240
191
151
120
96
76
60
48
38
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
3
2
9.0
270
214
170
135
107
85
68
54
43
34
27
21
17
14
11
9
7
5
4
3
3
10.0
300
238
189
150
119
95
75
60
48
38
30
24
19
15
12
9
8
6
5
4
3
15.0
450
357
284
226
179
142
113
90
71
57
45
36
28
23
18
14
11
9
7
6
5

<10 ppm CO2

  • Χαμηλά επίπεδα συγκέντρωσης CO2 για την ανάπτυξη των φυτών
  • Δεν υπάρχει πρόβλημα για την υγεία των ψαριών

11-25 ppm CO2

  • Φυσιολογικά επίπεδα συγκέντρωσης CO2 για την ανάπτυξη των φυτών
  • Δεν υπάρχει πρόβλημα για την υγεία των ψαριών

>26 ppm CO2

  • Υψηλά επίπεδα συγκέντρωσης CO2. Κανένα πρόβλημα για τα φυτά!
  • Υπάρχει πρόβλημα για την υγεία των ψαριών (κίνδυνος δηλητηρίασης από υπερβολική συγκέντρωση CO2)

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.

pH
KHdegrees ήppm
CO2ppm

Βιβλιογραφία
– Chuck’s Planted Aquarium Pages

Αν σας άρεσε, μοιραστείτε το!

Leave a Reply

Close Menu
Close Sidebar