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二 氧 化 碳 的 生 物 脱 钙 作 用

2014-03-18 08:36阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/3211246802

二 氧 化 碳 的 生 物 脱 钙 作 用
想种一缸漂亮的水草，不可不了解二氧化碳的影响。
或许有人质疑：种水草不一定需要二氧化碳啊，有些水草没有co2 一样可以长的很好！这话我同意，但是co2 的作用可不只有帮助植物行光合作用而已，它对于水中的酸碱度与硬度都有影响。甚而，水中的二氧化碳溶解量、ph值、kh值彼此之间还会相互影响。

ph值与co2含量及碳酸盐硬度之关系
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右为一重碳酸盐、碳酸系统方程式：ca(hco3)2←→caco3↓+h2o+co2
当水中含有大量的重碳酸盐，也就是碳酸硬度很高时，如果二氧化碳溶解度不足以维持方程式的平衡，方程式将向右移动，产生碳酸钙沉淀并释出二氧化碳散逸于大气中。相反地，增加水中二氧化碳的溶解度，会使ph值下降 (因二氧化碳溶于水为碳酸，呈弱酸性)，并使方程式向左移动，使碳酸钙形成钙离子溶解于水中，增加硬度。
从表中可以看出：在一定的ph值下，欲提高水质硬度，必须增加co2含量。相当的co2含量下，酸碱度会随着水质硬度增加而上升。

生物脱钙作用
水中二氧化碳溶解量不足时，水中植物为了寻求二氧化碳，会从碳酸及重碳酸盐中剥夺二氧化碳，形成钙化物之沉淀，此称为生物脱钙作用。此种作用往往会令水中的ph值逐渐上升并降低硬度，导致不良影响。我们常常可以在滤水器、灯座之压克力灯罩或水族箱壁的水面周
围发现白色的钙沉淀，除去的方法很简单，只要以弱酸即可溶解，不管你是用稀释的盐酸或是调酸剂 (磷酸)。所以，当你下次碰到水草新芽叶面扭曲 (如：大柳、中柳、大红叶、红柳)，添加硬度调高剂或滤水器中加珊瑚沙仍无法改善时，试试同时增加二氧化碳的溶解量。 这表示你的水族箱中不但硬度不足，二氧化碳含量也不够，所以单调高水质硬度，仍不足以解决问题。如果依上述方法，问题还是没改善呢？最常遇到的状况是红蝴蝶新芽叶子扭曲，这还有一种可能是因为肥料加太多导致薄薄的红蝴蝶叶子渗透压失调所引起的脱水现象。
一般来说，红色水草比起绿色水草需要更多的肥料、光线与铁肥才长的好，而且红色水草的生物脱钙作用也比绿色水草弱，也就是抢二氧化碳的能力比较逊啦。因此在长期二氧化碳不足的环境中，最后将只剩下生物脱钙能力较强的绿色水草能存活。

二氧化碳溶解效能
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二氧化碳是否能有效的溶于水，必须考虑两项因素：
选择高效率的扩散器
目前市面上常见有玻璃细化器、陶瓷细化器、发泡木、以水流冲击的扩散桶。
发泡木：较便宜，一个约35元，原本是气动式蛋白质除沫器用来产生微小气泡用的。其缺点是，用三、四个月后会腐烂，属消耗品。
陶瓷细化器：一个约80~150元(视大小而定)，用久了会堵塞，寿命比气泡木长一点，大约可超过半年。
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玻璃细化器：一种为管状螺旋形，二氧化碳气泡由螺旋管底部升至顶端，气泡于上升过程渐渐溶于水而变小，感觉蛮占空间且效果有限。另一种如小茶杯状，杯口为一片细致陶瓷平面，小气泡由此冒出使二氧化碳溶于水。两者价格都不便宜，使用时小心玻璃易碎。
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扩散桶：前面所介绍的细化器，原理都是产生气泡并增加二氧化碳与水的接触面积，气泡越小则溶解效果越好。浮至水面而尚未溶解的二氧化碳只能散逸于大气中，蛮可惜的。此种扩散桶能将co2保存于桶内，并以沉水马达将水流源源不绝的引入与二氧化碳充分混和后流出，溶解率可达100%，其缺点是须搭配沉水马达使用，也是蛮占空间的。价格不便宜约350~800元。
最简单的方法是将co2直接接到沉水马达上方的进气孔，透过沉水马达的搅拌，二氧化碳自然被细化随着水流冲出。
降低水面扰动以防co2散逸
一个很简单的物理观念，相信大家都学过：气体在水中的溶解率主要和气体与水接触面上的压力、温度与面积大小有关。溶解度与压力成正比，温度成反比，接触面积成正比。
增加压力：打气头置于缸底时，在打气头附近气泡所受的分压是当时的大气压加上由水面到打气头的水压，因此o2、co2的溶解度都应该比水面的一大气压下高。所以不管是o2或co2，打气头的的位置最好置于缸底，借着增加压力和延长气体与水的接触时间(气泡上升时间)提高溶解度。
另一方面由于使用纯co2扩散，co2的分压比空气中占不到1%大的多，因此一般水草缸中co2含量通常为10~20ppm，比正常水中溶解的co2高出许多(自来水3ppm)。
增加接触面积：目前的co2扩散装置主要作用就是将气泡细化，增加与水的接触面积。在此更正一个概念，水草缸通常不建议打气，说是会影响co2的浓度，这是没有错的，但是理由并非是氧气会排挤co2，打气真正会影响co2含量的原因是对流和表面积增加。
在一般补充 co2的缸子中，co2都过饱合，假如没有对流，co2的散失必须经由水面，而co2的补充来自缸底，因此会产生一个co2浓度梯度，水底部co2浓度最高，表面因散失到空气中而最低。
如果加上pump因为表层水底部水都有均匀的机会接触到空气因而散失更多，当有打气时，水空气的接触表面积就不限于缸子的底面积，而是更大，原本就过饱和的co2就大半散失在空气中了，溶解效率因此变差了，这也是为什么大家说水草缸最好不要打气和使用上部过滤器的原因，主要是它们增加与水与空气接触的机会，使co2的过饱和无法达成，如果都不跟空气接触，co2在25 度时每公升可溶入1450mg。
因此若我们同时以纯o2及co2 打同一个缸子，co2及o2都会达到最大饱和浓度。这就是为什么在水草缸中使用沉水马达的原因 (另一目的是产生流动的水流，促进水草正常生长)。如果在释放二氧化碳的同时，启动生化滴流器，那你等于作白工了，因为刚溶解的co2马上从生化滴流器中散逸。

添加二氧化碳注意事项
加装止逆阀 以防止水流倒灌回二氧化碳钢瓶。
co2添加不可过量
白天植物形光合作用，会提供鱼类所需的氧气，可是到了晚上，植物与鱼类都行呼吸作用，此时就须注意水中溶氧量是否足够的问题。如果缸内的鱼类不多，靠着植物白天行光合作用所产生附着于叶面的氧气慢慢溶解，供给鱼类夜晚呼吸或许可行，但还是建议于夜间增加打气设备。至于晚上是否要完全关掉co2的添加，笔者建议：只要关小，不要完全关掉，以免造成水中ph值大幅震荡。

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