水族箱裡的KH

[itsforte (失蹤)]

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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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 220.130.73.12
推 Deltaguita  :這篇文章 我是跪著讀的!
→ Deltaguita  :請問伏特加法 的1. 2.兩項是要同時存在嗎?
→ itsforte    :是
推 tellmetruth :我沒有end
感恩 T___T
※ 編輯: itsforte        來自: 220.130.73.12        (08/24 01:59)
推 rndchang    :全部看完~~最後那個反硝化讓我醍醐灌頂阿!!
推 h94vul3zo6  :嗯嗯(快推以免被認為看不懂
推 coldiceice  :怎麼辦 我看到一半就直接跳最後了 XD
推 leor4       :看完會獲得成就
推 blazing     :一般草缸圓桶水流太強 不好營造缺氧環境
→ blazing     :脫硝菌分解需要時間 低溶氧 我也想搞套ao系統 但沒摳
這點 我有不同的看法

如果你的濾材 孔隙夠高 粒徑夠大

要製造缺氧環境並不是想像中的那麼難

推 pondaponda  :好文！不m嗎？
推 denir       :上次才推你快寫..很乖很乖...我等會列印拿香來拜
推 sssh0203    :M
→ kazemi      :KH其實是硝化系統所需...這點能否請講解詳細些呢?
推 remix7      :跪讀+1 那草缸KH到底要維持在哪個值比較好咧...
推 pkr3543     :好文鴨!!!!
推 darkwave    :推
推 powya       :我真的看的懂!! 掐死密!!
※ 編輯: itsforte        來自: 220.130.73.12        (08/24 12:42)
推 NOTME       :是勒沙特列原理
推 Ruthcat     :太了不起來！再來一篇 GH 吧！
→ itsforte    :GH沒什麼特別的... 就鈣鎂濃度而已
→ kazemi      :謝謝補充^^
→ denir       :以前養魚的前輩之類的傳統說法..都會啥跌酸啦..
→ denir       :或是硝化作用會吃KH啦..等等..其實這篇正是解釋了
→ denir       :正確的觀念~!!
→ denir       :很多被水族人供奉來拜的說法...不一定是正解..
→ denir       :往往發生了某"因"...總是出現了某"果"...
→ denir       :所以被經驗豐富的前輩拿來解釋因果關係..
→ denir       :但其實有時候這些因果只是條件巧合...
→ denir       :所以還是謝謝西蹤啦 XDDD ( 我香爐已經準備好了)
推 WizTonE     :所以硝化系統過強反而會讓NO3飆高...@@
這方向思考 我覺得不太對

如果缸內都沒有含氮廢棄物 那豈有NO3飆高的理由?

健全的硝化系統最終產物就是NO3 毒性比半成品 NH3 NO2- 小的多

如果想要降低NO3 從源頭減少 或是 走脫氮的方向

拿掉 或 降低 硝化系統 我覺得是不智的...
※ 編輯: itsforte        來自: 220.130.73.12        (08/24 15:39)
推 WizTonE     :因為之前3尺缸因為no3飆高, 以為硝化系統太弱,還去
→ WizTonE     :買了一堆濾材回來堆, 結果根本沒有幫助,現在才了解XD
→ itsforte    :撲 結果是我誤解 XD
推 WizTonE     :感謝原po讓我恍然大悟~XDD  (望著喝不完的abs...)
推 zerox6315   :推一下 不過好奇 如果在不種草的小缸子內 只能靠勤
→ zerox6315   :換水方式把no3帶出去嗎?還是有別的方法可培養厭氧菌?
→ itsforte    :不覺得 小缸子換水很方便嗎...
推 zerox6315   :方便是方便拉 快1尺半的缸有時候也想偷懶一下(汗)
→ zerox6315   :所以就想問說 靠勤換水方式之外 有無第二方法
推 remix7      :勤換水的好處很多，我覺得換水是最好的方法了
→ Deltaguita  :有的  裝 24H溢流
推 chienpin    :讚
→ kingrow     :M