Хімія морського акваріума: Як доповнити кальцій і лужність

У хімії рифових акваріумів немає більш важливого аспекту, ніж кальцій1 та лужність.2 У багатьох моїх попередніх статтях детально описані різні аспекти цих систем. Читаючи ці статті, акваріумісти помітять одну наскрізну тему: підтримка належного рівня кожного з них є дуже важливою. Більше того, найпростіший спосіб гарантувати, що при додаванні їх в акваріум не буде серйозних помилок – це використання добавок, які мають збалансовану кількість кальцію та лужності. 3, 4 Для цілей цієї статті, збалансована добавка кальцію та лугу – це добавка, яка забезпечує кальцій та луг у пропорціях, які відповідають пропорціям, що використовуються при кальцифікації для утворення карбонату кальцію. Використання цього типу добавок зазвичай запобігає передозуванню (або недодозуванню) будь-якого з цих двох компонентів по відношенню до іншого.

Незалежні (незбалансовані) добавки кальцію та лужності мають значне застосування в рифових акваріумах. Таке використання включає в себе виправлення існуючого дисбалансу5 між кальцієм та лужністю та “виправлення” початкової суміші солі, яка може не відповідати бажаним для акваріуміста значенням кальцію та лужності. Хоча регулярне використання таких добавок може добре працювати, це часто призводить до значного дисбалансу між кальцієм та лужністю. В ідеальному світі, з ідеальними тест-наборами, якими кожен акваріуміст користується бездоганно і часто, такі добавки працювали б чудово. Однак, як правило, вони призводять до дисбалансу. У деяких випадках дисбаланс є екстремальним, наприклад, рівень кальцію становить менше половини від рівня в природній морській воді (серйозний стан для кальцифікуючих організмів6).

Саме з цієї причини я наполегливо рекомендую акваріумістам підбирати збалансовану схему додавання кальцію та лужності. Однак існує багато таких схем на вибір. Ця стаття надасть інформацію, необхідну акваріумістам для вибору відповідної схеми для своїх конкретних потреб. Такі вирішальні фактори, як вартість, складність, домішки та багато інших речей вступають у гру при прийнятті рішення. Наприкінці статті наведено дві таблиці, одна з яких описує вартісні аспекти кожної системи, а інша підсумовує деякі інші відмінності. Зрештою, я не обираю жодну з цих схем як найкращу для всіх акваріумів, хоча я вказую, з якими типами акваріумів кожна система працює добре, а з якими – ні. Для досвідчених акваріумістів це буде все, що їм потрібно, щоб зробити обґрунтований вибір. Для початківців я також включив деякі рекомендації в кінці статті, які повинні допомогти їм інтегрувати ці різні проблеми та вказати їм правильний напрямок для типу акваріума, який вони розглядають.

Акваріумісти також не повинні відмовлятися від комбінування двох або більше з цих схем. У деяких випадках існує значний синергетичний ефект, який можна отримати від комбінування систем. Деякі з найбільш поширених комбінацій обговорюються нижче.

Зазначу, що я не вважаю, що існують якісь інші системи, які зазвичай використовуються, які були б настільки ж ефективними, як описані тут. Таким чином, ці варіанти повинні охоплювати системи, які люди повинні розглядати, якщо тільки у них немає дуже специфічних ситуацій (або якщо в майбутньому не буде винайдено щось нове).

Я також спробую прояснити деякі непорозуміння, які часто виникають у акваріумістів (наприклад, питання, пов’язані з важкими металами, які додаються навмисно або присутні у вигляді домішок). Однак у мене не вистачить місця в цій статті, щоб дати точну інформацію про те, як кожен з них повинен використовуватися. У багатьох випадках існують документи, що описують їх.

Системи, які будуть розглянуті в цій статті, є наступними:

1. Вапняна вода (також відома як кальквасер), що використовується в реакторі чи ні, і з оцтом чи без нього
2. Реактори на основі карбонату кальцію/вуглекислого газу (CaCO₃/CO₂ реактори)
3. Карбонат кальцію, що використовується без реактора
4. Ацетат кальцію
5. Однокомпонентні суміші неорганічних солей
6. Двокомпонентні рідкі системи добавок
7. Заміна води

Деякі з плюсів і мінусів, які слід обговорити, включають

1. Типові початкові та експлуатаційні витрати
2. Обмеження на кількість кальцію та лужності, які можна додавати
3. Обсяг роботи для акваріуміста
4. Простір, необхідний навколо акваріума
5. Вплив на p
6. Вплив на фосфати (доставка або видалення)
7. Доставка домішок в резервуар
8. Ризики від передозування
9. Будь-які проблеми з безпекою людини

Вапняна вода

Вапняна вода (також відома під німецьким терміном kalkwasser) дуже успішно використовується акваріумістами протягом багатьох років, і це система, яку я використовую у своєму акваріумі. Вона складається з водного розчину іонів кальцію та гідроксиду, який можна отримати шляхом розчинення негашеного вапна (оксид кальцію, CaO) або вапна (гідроксид кальцію, Ca(OH)₂). Єдина невід’ємна різниця між ними полягає в тому, що якщо до негашеного вапна додати молекулу води, то вийде вапно, і що при цьому може виділятися велика кількість тепла.

Негашене вапно + вода → вапно

Отже, розчинення негашеного вапна може зробити воду досить теплою, особливо якщо додати надлишок твердих речовин.

Іони кальцію в розчині, очевидно, постачають кальцій в резервуар, а іони гідроксиду забезпечують лужність. Гідроксид сам по собі забезпечує лужність (як за визначенням, так і за допомогою тесту на лужність), але корали споживають лужність у вигляді бікарбонату6, а не гідроксиду. На щастя, коли в рифовому акваріумі використовується вапняна вода, вона швидко з’єднується з атмосферним і внутрішнім CO₂ і бікарбонатом, утворюючи бікарбонат і карбонат:

Потрапляючи в акваріум при прийнятному рівні рН, можна не турбуватися про те, що лужність, яку забезпечує вапняна вода, відрізняється від лужності будь-якої іншої карбонатної добавки. Гідроксид негайно зникає в бікарбонатно-карбонатній системі. Іншими словами, кількість гідроксиду, присутнього у воді в акваріумі, насправді є лише функцією рН (незалежно від того, що було додано), і при будь-якому рН нижче 9 він є незначним фактором в тестах на лужність (набагато менше 0,1 мекв/л). Отже, той факт, що лужність спочатку подається у вигляді гідроксиду, не повинен розглядатися як проблематичний, за винятком того, що він впливає на рН (див. нижче).

Той факт, що вапняна вода є дуже лужною (рН, як правило, вище 12), вимагає повільного додавання вапняної води в резервуар, за винятком дуже малих добавок. Причина повільного додавання полягає в двох факторах: щоб запобігти занадто високому зростанню локального рН в зоні додавання (повільне додавання дозволяє більш швидке змішування з водою в резервуарі для зниження рН), і щоб запобігти занадто високому зростанню загального рН в резервуарі (повільне додавання дозволяє резервуару втягувати в себе CO₂з атмосфери під час повільного додавання, пом’якшуючи підвищення рН). Деякі акваріумісти виступають за швидке додавання,9 і це добре для добавок, які додають менше 0,2 мекв/л лужності в акваріум, але додавання 0,5 мекв/л (еквівалентно додаванню 1,2 % об’єму акваріума в насичену вапняну воду або 14 грамів гідроксиду кальцію в 100-галонний акваріум) призводить до занадто високого рівня pH всього акваріума (приблизно на 0,5 одиниць pH).

Отже, вапняну воду найчастіше додають повільно, капаючи або повільно перекачуючи. Часто її додають як доливну воду, замінюючи більшу частину або всю випарену воду. Насоси збільшують вартість і складність системи, особливо в поєднанні з поплавковим клапаном або перемикачем (я використовую останній і насос Reef Filler).

Як вже згадувалося, вапняна вода має дуже високий рН. Цей високий рН може мати значні переваги по відношенню до домішок, присутніх у вапні. Фосфати і багато важких металів будуть випадати в осад або у вигляді солей кальцію, або у вигляді оксидів і гідроксидів металів. Наприклад, Рон Шимек вважає, що мідь викликає занепокоєння в рифових акваріумах.11, 12 Гідроксид міді дуже нерозчинний у вапняній воді через наявність гідроксиду в навколишньому середовищі. З точки зору акваріуміста, у чистій вапняній воді його просто не буде, якщо припустити, що йому дали можливість оселитися, оскільки гідроксид міді дуже нерозчинний. Багато акваріумістів отримують кольорові залишки в системах вапняної води, і ці кольори походять від металевих домішок, які не потрапили в акваріум. Якщо виявиться, що додавання міді в рифові акваріуми краще уникати, то використання вапняної води може бути найкращим способом доповнення кальцію та лужності, оскільки більшість інших систем не мають такого механізму самоочищення.

Іншою перевагою вапняної води може бути її здатність зменшувати вміст фосфатів вже у воді акваріума.13 Хоча це може бути простим осадженням фосфату кальцію там, де вода з високим рівнем рН і високим вмістом кальцію зустрічається з водою акваріума, механізм і ступінь цього ефекту в типових рифових акваріумах не встановлені.

Ще одним важливим моментом для вапняної води є верхня межа кількості, яку можна додавати в акваріум. Якщо акваріуміст має акваріум з високими вимогами до кальцію та лужності, то заміна всієї випаруваної води насиченою вапняною водою може бути недостатньою. Є кілька хитрощів, щоб отримати трохи більше від вапняної води. Це додавання вентиляторів для збільшення випаровування і додавання оцту для збільшення розчинності вапна у воді. Обидві ці системи успішно застосовуються багатьма акваріумістами. Крім того, акваріумісти часто використовують невелику кількість однієї з інших збалансованих систем добавок (особливо двокомпонентні системи добавок), які дають невеликий поштовх акваріумам, які потребують невеликої кількості додаткового кальцію та лужності понад те, що може забезпечити вапняна вода, без значних капітальних витрат. Крім того, їх можна успішно поєднувати з вапняною водою в періоди низького випаровування. На відміну від деяких інших схем доповнення, солоність води в резервуарі не буде збільшуватися з часом через використання вапняної води.

Вартість системи вапняної води може варіюватися від дуже малої до досить великої. Якщо використовувати недорогу крапельну систему (20 доларів) та сипучі джерела вапна (наприклад, Mississippi Lime Company, яка не продає вапно окремим акваріумістам, але продає великі партії в магазини), вартість може бути майже несуттєвою. Негашене вапно Mississippi Lime Company, яке я використовую, коштувало мені менше 0,50 доларів США за фунт в рамках великої оптової закупівлі. У такій системі вартість тисячі міліеквівалентів (мекв) лужності становить близько $0,03. Я розумію, що ця цифра нічого не означає для більшості акваріумістів, але я буду використовувати її для порівняння вартості дуже різних схем добавок, а в кінці статті я переведу її в річні витрати для деяких типових акваріумів. Хобі та лабораторні сорти гідроксиду кальцію будуть дорожчими. Фунт гідроксиду кальцію від Two Little Fishes коштує близько $13,50, або $1,10 за тисячу мекв лужності.

Звичайно, дозуючі насоси можуть коштувати кілька сотень доларів, хороший поплавковий вимикач може коштувати 50-100 доларів, і потрібно також придбати резервуар (часто це пластиковий контейнер на зразок сміттєвого бака; я використовую 44-галонний сміттєвий бак Rubbermaid Brute). Залежно від установки, резервуар для вапняної води може знаходитися далеко від резервуара; навіть в іншій кімнаті або на іншому поверсі будинку. Насос, такий як насос Reef Filler, можна використовувати для відкачування вапняної води на значні відстані, звільняючи простір навколо резервуара.

Дехто використовує реактори Нільсена для доставки вапняної води. Ці системи автоматизують доставку вапняної води в резервуар, і, звичайно, витрати зростають. Вони складаються з камери, куди надходить свіжа вода, змішується з твердим вапном, а рідке вапно виходить з системи і прямує до резервуару. Вони не дозволяють доставляти в резервуар додатковий кальцій або лужність в порівнянні з іншими методами доставки вапняної води (припускаючи, що в обох випадках використовується насичена вапняна вода), але багато хто стверджує, що вони менш клопіткі, ніж доставка з безводного резервуару. Додавання вапняної води за допомогою найпростіших крапельниць може вимагати щоденної уваги, в той час як доставка з великого резервуару може вимагати уваги лише раз на 3 тижні, що приблизно так само, як і в типових реакторах Нільсена. Всі інші коментарі щодо вапняної води застосовуються однаково добре при використанні з реактором, крапельницею або повільним насосом з нерухомого резервуару (за винятком того, що комбінацію оцет/вапняна вода технічно складно використовувати з реактором Нільсена).

З негативного боку, вапняна вода має деякі проблеми, які не стосуються більшості інших систем. Одним з них є ефект передозування. Всі кальцієві та лужні добавки, якщо вони додаються в достатній кількості, можуть викликати абіотичне осадження карбонату кальцію в резервуарі. Вапняна вода, однак, особливо схильна до цього ефекту з двох причин. При передозуванні високий рН вапняної води швидко перетворює більшу частину бікарбонату в резервуарі в карбонат, збільшуючи ймовірність осадження карбонату кальцію. Крім того, додавання твердих частинок вапна може викликати локальні екстремальні стрибки рН і кальцію, які спричиняють осадження карбонату кальцію. Отже, передозування вапняної води, особливо дозування твердих частинок вапна, є найчастішою причиною “снігових бурь”, коли карбонат кальцію випадає в осад по всій товщі води. У деяких випадках резервуар може виглядати як молоко. Хороша новина полягає в тому, що ця подія рідко спричиняє тривалу шкоду мешканцям акваріума (принаймні, це було зафіксовано на сьогоднішній день), але вона майже завжди засмучує акваріуміста.

Останнє зауваження щодо вапна: Не слід легковажно ставитися до високого рівня pH рідини та пилової небезпеки твердої речовини. Слід уникати вдихання пилу. Також слід уникати потрапляння вапняної води на шкіру, а якщо це сталося, то слід ретельно промити її водопровідною водою. Особливо слід уникати потрапляння бризок вапняної води в очі, а при використанні великих кількостей або в ситуаціях, коли існує ймовірність впливу, доцільно використовувати захисні окуляри. У разі потрапляння в очі рекомендується ретельне і негайне промивання водопровідною водою з подальшим зверненням за професійною допомогою.

Реактори карбонату кальцію/вуглекислого газу

Реактори карбонату кальцію/вуглекислого газу працюють шляхом видалення води з резервуара, додавання вуглекислого газу для зниження рівня рН, а потім дозволяють більш кислій воді розчиняти тверді носії карбонату кальцію, які знаходяться в камері змішування. Потім вода повертається в резервуар з додатковим кальцієм і лужністю (бікарбонатом):

Рифові резервуари, що використовують такі реактори, зазвичай працюють при рН нижче, ніж у природній морській воді, з типовими значеннями рН резервуарів від 7,7 до 8,1. Причиною низького рН є постійна подача в резервуар розчину з низьким рН, що додає як надлишковий вуглекислий газ, так і бікарбонат.₂ та бікарбонату. Потім резервуари продувають цей надлишок CO₂ і рН підвищується, але ефект, як правило, не є повним, і рН залишається нижче того, що було б у випадку, якби та ж вода в резервуарі була повністю аерована (тобто збалансована) звичайним повітрям.

Середовище, що використовується, має важливе значення в цих системах, оскільки арагонітова форма карбонату кальцію легше розчиняється, ніж кальцитова форма. Також природа домішок може бути дуже важливою, оскільки майже всі домішки будуть розчинені і доставлені в резервуар. Деякі з цих домішок можуть бути бажаними для акваріуміста (наприклад, магній і стронцій), а деякі – ні (наприклад, фосфат або мідь). Фосфат, здається, став предметом конкуренції між комерційними постачальниками середовищ для таких реакторів, хоча я б порадив акваріумістам скептично ставитися до деяких з цих тверджень. Використання CaCO₃/CO₂ було показано Саймоном Хантінгтоном для забезпечення значного надходження міді в його систему (0,229 частин на мільярд міді в день). У його випадку це значно більше, ніж надходження міді з продуктами харчування (0,0235 частин на мільярд міді на день).

Однією з великих переваг цих реакторів є те, що вони можуть бути масштабовані для забезпечення будь-якої кількості кальцію і лугу, необхідної для будь-якого резервуару. З цієї причини вони користуються великою популярністю у тих, хто має акваріуми з високим попитом на кальцій та лужність. Через низький рівень pH, який часто виникає в результаті, багато з цих акваріумістів вирішують дозувати вапняну воду разом з реактором, не тому, що реактор не може забезпечити достатню кількість кальцію та лугу, а виключно для підвищення рівня pH в самому акваріумі. Синергія між вапняною водою та CaCO₃/CO₂ реакторами включає в себе більше, ніж просто рН. Вапняна вода використовує CO₂ і CaCO₃/CO₂ доставляють його в резервуар. Разом вони допомагають підтримувати вміст CO₂ (і, відповідно, рН) більше відповідає природній морській воді.

Реактори карбонату кальцію/вуглекислого газу займають значну кількість місця, оскільки потрібен балон з вуглекислим газом, реакційна камера і насос. Зазвичай ці системи використовуються близько до акваріума, але вони можуть бути віддаленими, якщо вдасться розробити відповідні потоки води до та з акваріума.

Після того, як акваріуміст правильно налаштував реакторну систему, вона потребує мінімального моніторингу протягом значного періоду. Солоність води в акваріумі не буде збільшуватися з часом при використанні карбонатних/вуглекислих реакторів.

Ймовірність виникнення проблем від передозування при використанні такого реактора мінімальна. Оскільки рН зазвичай низький, навіть значно підвищені значення кальцію і лужності можуть не викликати драматичного випадання осаду карбонату кальцію. Більш вірогідним є лише повільне осадження на нагрівачах та робочих колесах насосів. Випадкове потрапляння великої кількості CO₂ в бак викликає занепокоєння, але це рідкісна аварія.

Початкові витрати на такі реакторні системи можуть бути значними, як правило, близько 300-500 доларів США на сам реактор і ще 75-150 доларів США на пристрій для уловлювання CO₂ на апарат для уловлювання CO. Витрати на носії варіюються, але 20 доларів за вісім фунтів є типовим показником. Це означає, що вартість носія складає 0,28 долара за тисячу мекв лужності. Необхідно також врахувати вартість вуглекислого газу, що може збільшити загальну суму до $0,35 за тисячу мекв лужності.

Основна проблема безпеки для цих систем пов’язана з балоном з вуглекислим газом. Будь-який газовий балон високого тиску може бути дуже небезпечним, якщо пошкодити головку балона. Тому будьте обережні, щоб не впустити такі балони, інакше вони стануть ракетами.

Карбонат кальцію без реактора

У нещодавній статті я детально описав, що можна зробити з карбонатом кальцію, коли він не використовується в реакторі. На мою думку, найкращим варіантом використання є розчинення карбонату кальцію в прісній воді і використання її в якості води для поповнення системи. Інші способи використання, такі як додавання твердих частинок або молочних продуктів безпосередньо в резервуар, здаються мені поганою практикою (оскільки тверді частинки карбонату кальцію, швидше за все, не розчиняться в рифовому резервуарі і можуть фактично викликати осадження додаткового карбонату кальцію і магнію з води).

Великим недоліком цього методу є те, що небагато карбонату кальцію буде розчинятися в прісній воді, незалежно від того, яку форму приймає матеріал (включаючи дрібні частинки арагоніту). У такій воді для поповнення запасів кальцію може міститися не більше 30 частин на мільйон, що приблизно в 25 разів менше, ніж у насиченій вапняній воді. Отже, ця система сама по собі підходить лише для акваріумів з дуже низькою потребою в кальції та лужності, хоча її можна використовувати в поєднанні практично з будь-якою іншою системою підживлення (за винятком вапняної води, яка використовує ту ж саму воду для підживлення).

Якщо ви використовуєте для цього такі продукти, як комерційний ігровий пісок, вартість може бути дуже низькою. 50-фунтовий мішок карбонатного піску з Home Depot коштує $3,50, або менше $0,008 за тисячу мекв лужності. Якщо ви використовуєте продукти хобі-класу, такі як Aragamight, вартість буде більше, приблизно 12 доларів за фунт, або 2,64 долара за тисячу мекв лужності. При використанні карбонату кальцію солоність води в резервуарі з часом не збільшиться.

Ще одне застосування карбонату кальцію – як субстрат в рифовому резервуарі. Оскільки органічні молекули розкладаються всередині субстрату, рН може знизитися, і карбонат кальцію може розчинитися так само, як це відбувається всередині CaCO₃/CO₂ в реакторі CaCO / CO. Однак ця швидкість розчинення в кінцевому підсумку є повільною і, як правило, не може забезпечити резервуар достатньою кількістю кальцію та лужності, якщо тільки попит не є дуже низьким.

Однокомпонентні збалансовані системи добавок: Ацетат кальцію

Ацетат кальцію – це продукт, який отримав відносно мало реклами, незважаючи на його очевидну простоту використання та комерційну доступність для акваріумістів. В деякому роді він схожий на поєднання вапняної води та оцту. При розчиненні у воді (прісній або солоній) з’являються іони кальцію та ацетат-іони. Ацетат швидко метаболізується акваріумними організмами з утворенням бікарбонату, вуглекислого газу та води:

Це рівняння припускає, що рН таких резервуарів може залишатися біля нижньої межі норми через надлишок вуглекислого газу, але практичний досвід людей, які використовують ацетат кальцію, свідчить про те, що це не викликає великого занепокоєння.

Ацетат кальцію може також сприяти перетворенню нітратів в газоподібний азот (N₂) в аноксидних регіонах живого піску та гірських порід, забезпечуючи джерело вуглецю, необхідне для цього процесу (але це не було продемонстровано тим чи іншим чином). Рівняння, наведене нижче, показує процес, який може мати місце:

Одним з джерел ацетату кальцію для акваріумістів є Salifert’s All in One (продукт, який також містить деяку кількість стронцію, амінокислот і деяких мікроелементів). Це рідкий продукт, який можна вливати безпосередньо в акваріум, не турбуючись про рівень pH. Поточна версія їх комерційного продукту – 250 000 мг/л ацетату кальцію, тобто він містить еквівалент лужності 3,160 мекв/л. Цей продукт продається в США за ціною близько $31,50/л. Отже, він коштує близько $10,00 за тисячу мекв/л лужності. Така ціна робить його дуже дорогим для резервуарів з великим попитом на кальцій і луг, але нульові початкові витрати роблять його привабливим для невеликих резервуарів, особливо для нано-рифів.

Я не маю інформації про чистоту матеріалу, або точну природу “мікроелементів” в ньому. Все, що знаходиться в пляшці, буде доставлено в резервуар. Це не викликає особливих занепокоєнь щодо безпеки. Верхня межа того, скільки кальцію і лужності може бути доставлено в бак таким чином, залежить від двох факторів. Якщо метаболізм ацетату відбувається швидко і доза дуже висока, кисень може бути вичерпаний. Якщо перетворення відбувається повільно, то ацетат може накопичуватися в резервуарі (сам по собі він не викликає значного занепокоєння, за винятком, можливо, дуже високих рівнів, коли він може заплутати тест на лужність). Хабіб Сеха з Саліферта зазначив, що використання доз, рекомендованих на пляшці, не призведе до жодної з цих проблем.

Передозування не очікується бути незвичайною проблемою, але якщо хтось робить значні додавання таким чином, лужність займе деякий час, щоб повністю проявитися в баку, оскільки ацетат потребує часу для метаболізму. Отже, я б почекав день після його додавання, щоб виміряти лужність. Вимірювання кальцію не зазнає подібного впливу. При використанні ацетату кальцію солоність води в резервуарі з часом не збільшиться.

Однокомпонентні збалансовані системи добавок: Сольові суміші

Інший тип збалансованих однокомпонентних добавок складається з простої сухої суміші бікарбонату (або карбонату) натрію та хлориду кальцію. Так само, як і у випадку з двокомпонентними добавками, описаними нижче, цей тип системи може бути додатково сформульований таким чином, щоб мати природний залишок морської води після видалення карбонату кальцію. Біокальцій Tropic Marin, здається, потрапляє в цю категорію, хоча його письмові описи, як відомо, важко інтерпретувати. Він коштує близько 8 доларів за 500 грамів (за оцінками, містить близько 1800 мекв лужності), так що вартість становить близько 4,40 доларів за тисячу мекв лужності. Він стверджує, що додає 79 мікроелементів в бак, разом з кальцієм і лужністю, але не вказує кількості для жодного з них.

Ви не можете змішувати цей тип добавок у воді перед додаванням їх в акваріум. Якщо ви це зробите, кальцій вступить в реакцію з присутнім карбонатом, утворюючи нерозчинний карбонат кальцію. Отже, інструкція радить додавати його безпосередньо в бак. Якщо ви це зробите, обов’язково додайте його в зону з високою прохідністю, подалі від коралів (наприклад, у відстійник), оскільки тверді частинки, як повідомляється, подразнюють корали, якщо вони потрапляють на них.

Якщо ви використовуєте такий продукт, обов’язково тримайте його якомога сухішим, навіть у герметичному контейнері, щоб запобігти потраплянню атмосферної вологи. Якщо волога потрапляє в суміш, це може призвести до утворення небажаного карбонату кальцію.

Постійне використання таких продуктів призведе до збільшення солоності в резервуарі. Підвищення солоності з часом можна приблизно розрахувати, хоча не знаючи точно, що в ньому знаходиться, розрахунок буде лише приблизною цифрою. На кожні 1000 мекв лугу, додані таким чином, ці продукти доставлять в резервуар близько 60 грамів інших іонів. У резервуарі з низькою потребою в кальцифікації (визначеною нижче як 18,3 тис. мекв лугу на рік у 100-галонному резервуарі (50 мекв/день)) цей ефект підвищить солоність на 3 проміле на рік (у порівнянні з нормальною солоністю S = 35). У резервуарі з високим попитом (визначеним нижче як 219 тис. мекв лугу на рік у 100-галонному резервуарі (600 мекв/добу), солоність підвищиться на 35 ppt за рік, або приблизно вдвічі. Отже, при використанні цього типу добавок слід ретельно контролювати солоність, особливо в резервуарі з високими показниками кальцифікації.

Двокомпонентні збалансовані системи добавок

Зараз існує безліч двокомпонентних збалансованих систем для додавання кальцію та лужності. Це завжди рідкі добавки, які ви додаєте в рівних кількостях в резервуари для доповнення як кальцію, так і лужності. Раціональним є те, що бікарбонат і карбонат, які можна дозувати для доповнення лужності, не є легко сумісними з кальцієм, який також необхідний. Таким чином, одна частина містить кальцій, а інша – лужність.

У найпростішій формі така система буде забезпечена будь-якою сіллю кальцію в одній концентрації в одному флаконі, і карбонатною добавкою лужності в подвійній еквівалентній концентрації в іншому флаконі (вдвічі, тому що при утворенні карбонату кальцію він вимагає двох одиниць лужності на кожну одиницю кальцію). В рамках цього обмеження виробники мають достатньо простору для гри.

Як правило, ці добавки заявляють, що йдуть на крок далі. Коли кальцій і лужність вилучаються з картини, як це буде при кальцифікації в резервуарі, то іони, які залишаються, часто описуються як такі, що мають таке ж співвідношення іонів, як і природна морська вода. Якщо припустити, що це правда, то “залишок” – це просто більше солі для води в резервуарі. Протягом тривалих періодів часу солоність води буде збільшуватися через цей процес (ефект, який кількісно оцінюється нижче), але значного накопичення специфічних іонів в резервуарі не буде.

Для того, щоб досягти цього, виробники могли б використовувати різні солі кальцію в кальцієвій частині, наприклад. Вони можуть використовувати хлорид кальцію, сульфат кальцію, бромід кальцію та ряд інших подібних солей. Вони також можуть додавати в цю частину магній і стронцій, оскільки вони не будуть сумісні з компонентом лужності.

Лужна частина цих систем є більш складною. Як було показано в інших частинах цієї статті, лужність може бути забезпечена у вигляді бікарбонату, карбонату або гідроксиду. Я не знаю жодної комерційної добавки, яка використовує гідроксид, але комерційні добавки використовують бікарбонат, карбонат та їх суміші. Отже, рН істотно варіюється між брендами, і різні бренди цих продуктів не слід вважати ідентичними з цієї причини, якщо немає інших. Для того, щоб досягти природного залишку морської води, лужна частина може містити бікарбонат або карбонат натрію, бікарбонат або карбонат калію, бікарбонат або карбонат літію і т.д.

Я не бачив жодного незалежного тесту на предмет того, чи дійсно вони створюють залишок, еквівалентний природній морській воді, але я не бачив особливих причин сумніватися в цьому, принаймні для основних іонів. Що стосується мікроелементів, які можуть турбувати деяких захисників рифів, здається малоймовірним, що ці продукти будуть менш схильні до неконтрольованих рівнів мікроелементів, таких як мідь, ніж комерційні соляні суміші або будь-які інші добавки кальцію та лужності, але це ще належить визначити (принаймні, наскільки мені відомо).

Однак одне питання, яке збило з пантелику деяких захисників рифів, – це наявність мікроелементів. Якщо припустити, що ці продукти дійсно розроблені з кожним іоном таким чином, щоб залишався справжній природний залишок морської води (назвемо це “ідеальним” продуктом), то він обов’язково буде містити такі іони, як мідь. Оскільки стверджується, що в рифових резервуарах підвищений вміст міді, яка є токсичною для багатьох безхребетних, захисники рифів помилково критикують цей метод як такий, що додає більше міді. Насправді це не так. Оскільки ці продукти залишають природний залишок морської води, і оскільки концентрація міді в багатьох рифових акваріумах може бути підвищеною по відношенню до морської води, то використання цих “ідеальних” продуктів фактично ЗНИЗИТЬ рівень міді, тому що при корекції підвищення солоності рівень міді знизиться.

• У Вашому акваріумі вміст міді становить 4 ppb, а солоність – S=35.
• Ви додаєте двокомпонентну добавку, яка протягом місяця підвищує солоність до S=36 і піднімає мідь до 4,02 проміле.
• Потім ви виправляєте солоність назад до S=35, розбавляючи все в резервуарі свіжою водою, і отримуєте кінцеву концентрацію міді 3,9 ppb.

Чи відбувається це в реальних продуктах, а не в “ідеальних” продуктах? Поняття не маю. Але заяву виробників про те, що вона містить всі іони в природних співвідношеннях, в тому числі і мідь, не слід розглядати як занепокоєння, що вона загострює проблему важких металів.

Зростання мінералізації цих продуктів з часом можна дуже приблизно розрахувати, хоча є кілька причин, чому цей розрахунок є лише оцінкою. На кожні 1000 мекв лугу, доданих таким чином (і відповідну кількість кальцію), ці продукти будуть доставляти в резервуар близько 60 грамів інших іонів. У резервуарі з низькою потребою в кальцифікації (визначеною пізніше як 18,3 тис. мекв лугу на рік у 100-галонному резервуарі (50 мекв/день)) цей ефект підвищить солоність на 3 проміле на рік (у порівнянні з нормальною солоністю S~35). У резервуарі з високим попитом (визначеним пізніше як 219 тис. мекв лугу на рік у 100-галонному резервуарі (600 мекв/добу)), солоність зросте на 35 ppt за рік, або приблизно вдвічі. Отже, при використанні цих типів добавок слід ретельно контролювати солоність, особливо в резервуарі з високими показниками кальцифікації.

Витрати на ці системи дещо відрізняються. Оригінальна B-іонна коштує близько $34 за 1 галон обох частин (10 600 мекв лужності), або близько $3,20 за тисячу мекв лужності. Бікарбонатна версія значно дорожча, приблизно 8,90 доларів за тисячу мекв лужності. Вони також відрізняються за рівнем рН, як згадувалося вище. Якщо рН Вашого акваріума стає занадто високим при використанні одного з них (наприклад, оригінального B-іонного), то доцільно перейти на той, який має менший ефект підвищення рН (наприклад, бікарбонатний B-іонний).

Підміна води

Єдине, що стосується підміни води, це те, що її важко зіпсувати хімічно (крім солоності, рН і температури). Погано те, що таким чином неможливо замінити більше, ніж крихітну кількість втраченого кальцію та лужності в акваріумі. Якби були доступні сольові суміші з більш високим, ніж у природній морській воді, рівнем кальцію та карбонатної лужності, то ця система могла б бути хорошою для акваріумів з дуже низьким попитом на кальцій та лужність. На жаль, більшість сольових сумішей не відповідають цьому опису, і тому найкраще, що зазвичай можна досягти за допомогою цього методу, незалежно від кількості або розміру підмін води, не настільки добре, як початкова сольова суміш, яка сама по собі часто не така хороша, як природна морська вода.

Порівняння витрат

У кожному з наведених вище розділів детально розглянуто оцінку вартості використання цієї системи, хоча в деяких випадках існує ціла низка різних варіантів, які можуть суттєво вплинути на вартість. Наведена нижче таблиця є приблизною орієнтовною оцінкою початкової та річної вартості кожної з цих систем для трьох типів 100-галонних резервуарів:

1. Резервуари з легким навантаженням кальцифікації, що визначається як 50 мекв лужності на добу (0,13 мекв/л/добу). Це еквівалентно щоденній заміні 0,3% об’єму резервуара насиченою вапняною водою. Це становить 18 300 мекв лужності на рік.
2. Резервуари з середнім навантаженням кальцифікації, що визначається як 150 мекв лужності на добу (0,4 мекв/л/добу). Це еквівалентно щоденній заміні 1% об’єму резервуара насиченою вапняною водою. Це становить 55 000 мекв лужності на рік.
3. Резервуари з високим навантаженням кальцифікації, що визначається як 600 мекв лужності на добу (1,6 мекв/л/добу). Це еквівалентно щоденній заміні 4% об’єму резервуара насиченою вапняною водою. Це становить 219 000 мекв лужності на рік.

Звичайно, менші резервуари потребують меншої кількості добавок, а більші – більшої, і Ви можете просто масштабувати оцінку до Вашого резервуару, виходячи з його об’єму та Вашої оцінки очікуваного рівня кальцифікації. Зауважте також, що деякі резервуари з дуже високими вимогами до кальцію та лужності можуть бути вищими, ніж резервуари з “високими” вимогами.

Як правило, дуже маленький резервуар, ймовірно, буде найбільш економічно обслуговуватися системою з найнижчими витратами на установку (тобто, не реактором будь-якого типу), в той час як для більшої кількості кальцію і лугу, вапняної води і CaCO₃/CO₂ будуть, ймовірно, найменш дорогими.

Таблиця 1. Витрати, пов’язані з різними схемами додавання кальцію та лугу.

Річні витрати на 100-галонний резервуар ($)
Метод	Початкові витрати ($)	Легке навантаження	Середнє навантаження	Велике навантаження
Вапняна вода (насипне вапно)	20-250+	0.60	1.70	6.60 (мінімально можливо)
Вапняна вода (акваріумне вапно)	20-250+	20.80	60.50	241.00 (гранично можливо)
CaCO3/CO2 реактор	350-650	6.60	19.30	77.00
CaCO3без реактора	0	(неможливо)	(неможливо)	(неможливо)
Двокомпонентні системи (оригінальні B-іонні)	0	60.00	180.00	700.00
Двокомпонентні системи (бікарбонатні B-ionic)	0	170.00	490.00	1950.00
Однокомпонентний ацетат кальцію	0	190.00	550.00	2,190.00
Однокомпонентні сольові суміші	0	83.00	242.00	960.00

Резюме властивостей

У таблиці 2 наведено короткий опис властивостей різних схем, які обговорювалися в цій статті. Залежно від характеру самого рифового акваріума, деякі з цих атрибутів можуть бути більш або менш важливими, і кожен окремий акваріуміст повинен вирішити, що найкраще відповідає його потребам. У кожному випадку записи в цій таблиці відображають мою думку про речі, які більш детально описані в тексті. Однак інші акваріумісти можуть не погодитися з оцінкою того, наскільки складним або ризикованим є те чи інше питання.

Короткі рекомендації для початківців

Акваріумісти з меншим досвідом можуть мати певні труднощі у вирішенні того, які з цих різних характеристик є найбільш важливими для їхньої ситуації. У цьому розділі я надаю деякі рекомендації щодо вибору збалансованої добавки кальцію та лужності для певних типів акваріумів. Багато з того, що описано нижче, є особистою думкою, і інші акваріумісти можуть мати іншу думку.

Дуже малі рифові акваріуми

Дуже маленький резервуар (скажімо, менше 10-20 галонів, особливо без відстійника), ймовірно, найкраще буде обслуговуватися системою, яка не пов’язана з витратами, ускладненнями і вимогами до простору, які притаманні реакторам. Якщо потреба в кальцифікації не дуже висока, витрати, пов’язані з будь-якою з простих добавок (двокомпонентні системи, Salifert’s All in One, Tropic Marin’s Biocalcium), ймовірно, не будуть непомірно високими, а простота використання робить їх основними кандидатами. Без відстійника біокальцій може бути важче додавати без потрапляння твердих речовин на організми, тому будь-який з двох інших типів може бути кращим вибором. Проста крапельна вапняна вода також є менш дорогим варіантом для цих типів систем, але її краще використовувати за наявності відстійника.

Акваріуми тільки для риб або тільки для риб + акваріуми з живим камінням

Ці системи мають менші вимоги до кальцію та лужності, хоча швидкий ріст коралових водоростей на живому камені може сам по собі забезпечити значний попит. Оскільки вимоги нижчі, ніж у типових рифових акваріумах, розмір акваріума, який найкраще обслуговується простішими добавками, описаними в попередньому розділі, є більшим. Можливо, до 55-90 галонів для акваріума з достатньою кількістю живого каміння, і навіть більше з невеликою кількістю живого каміння.

Великі рифові акваріуми

Великий акваріум (скажімо, більше 100 галонів), швидше за все, буде найкраще обслуговуватися системою, яка може забезпечити кальцій і лужність за розумною ціною за одиницю. Реактори на основі вапняної води та карбонату кальцію/вуглекислого газу, ймовірно, є найкращим вибором, причому вапняної води недостатньо для резервуарів з підвищеним попитом на кальцій через її обмеження, засноване на швидкості випаровування. Якщо у вас є підручні засоби, ви можете зібрати систему самостійно, особливо з вапняної води з водосховища. Якщо ви не вмієте, то неодмінно придбайте готову систему.

Середні резервуари

Це резервуари, які є у більшості початківців, що містять 30-90 галонів. Логічний вибір для вибору більш численний, ніж для систем, описаних вище, і буде зводитися до ряду різних факторів.

1. Чи є в акваріумі відстійник, куди ви можете додавати добавки з високим рівнем рН, менше турбуючись про сусідні корали? Якщо так, то це плюс для вапняної води, біокальцію та двокомпонентних добавок з високим рН.
2. Чи є у вас хороший скіммер або інше джерело аерації? Якщо так, то це плюс для використання вапняної води (яка повинна всмоктувати CO₂ з повітря) або карбонатного/вуглекислого реактора (який повинен продувати надлишок CO₂). Якщо ні, то краще використовувати Біокальцій, Все в одному або двокомпонентну добавку, яка має невеликий вплив на рН (наприклад, бікарбонат В-іонний).
3. Ваш будинок дуже герметично закритий, з можливо високим вмістом CO₂? Це плюс для використання вапняної води або двокомпонентної добавки з високим ph, оскільки вони будуть протидіяти тенденції до низького pH.
4. Чи є у вас місце під або за резервуаром для обладнання? Якщо так, то це плюс для використання вапняної води або CaCO₃/CO₂ які потребують місця і, як правило, непривабливі. Якщо ні, то це великий плюс для більш простих добавок (двокомпонентні системи, “Все в одному”, біокальцій).
5. Вам зручно працювати зі складними системами? Це плюс для CaCO₃/CO₂ реакторних систем і складних систем автоматичного поповнення з використанням вапняної води. Якщо ні, то це плюс для більш простих систем.
6. Ви дуже стурбовані вмістом міді або фосфатів у вашому резервуарі? Якщо так, вибирайте вапняну воду.
7. Ви збираєтесь залишати резервуар без нагляду більше, ніж на кілька днів? Виберіть систему з автоматичною подачею (багато можна автоматизувати при правильному підборі відповідного обладнання, за винятком біокальцію).
8. Чи буде в акваріумі дуже висока потреба в кальції і лужності? Тобто, чи буде в ньому багато швидкозростаючих коралів? Якщо так, то необхідно встановити CaCO₃/CO₂ реактор, ймовірно, буде найкращим вибором.
9. Наскільки важлива вартість? Для найнижчих витрат, дешева крапельна система з вапняною водою, ймовірно, буде найкращою.

Звичайно, є багато інших питань, які слід враховувати, і більшість з них були описані в тексті статті. Якщо Ви встановлюєте акваріум вперше, я б порадив подивитися на існуючі акваріуми і вирішити, що Ви хочете в ньому отримати в першу чергу. Потім подивіться, які схеми підживлення використовуються в цих акваріумах, і запитайте власника, як це працює, і насправді подивіться на власні очі, як це виглядає і що з цим пов’язано. Тоді ви будете в хорошому становищі, щоб зробити усвідомлений вибір.

Посилання для подальшого читання

1. Кальцій, Ренді Холмс-Фарлі:
2. Що таке лужність, Ренді Холмс-Фарлі:
3. Кальцій та лужність, Ренді Холмс-Фарлі:
4. Більше про кальцій та лужність, Крейг Бінгман:
5. Розв’язання проблем з кальцієм і лужністю, Ренді Холмс-Фарлі:
6. Хімічні та біохімічні механізми кальцифікації, Ренді Холмс-Фарлі:
7. Обмеження для прісної води… переглянуті, Крейг Бінгман:
8. Рішення проблем з pH, Ренді Холмс-Фарлі:
9. Метод Жобера, “Монакська система”, визначена та уточнена, Джуліан Спрінг:
10. Взаємозв’язок між лужністю і pH, Ренді Холмс-Фарлі:
11. Це у воді, Рональд Шимек:
12. Він все ще у воді, Рональд Шимек:
13. Бінгман, К. 1995. Осадження фосфатів вапняною водою. Aquarium Frontiers Fall. і Bingman, C. 1996. Іонні пари, збурення буфера та експорт фосфатів у морських акваріумах. Aquarium Frontiers 3(1):10-17
14. Фосфат…. Що це таке і чому вас це повинно хвилювати, Ренді Холмс-Фарлі:
15. Фосфор: Найкращий друг водоростей, Ренді Холмс-Фарлі:
16. Розширення меж використання мінералізованої води: Додавання органічних джерел вуглецю, Крейг Бінгман:
17. Посібник з використання кальцієвих реакторів, Саймон Хантінгтон:
18. Карбонат кальцію для отримання CaCO₃/CO₂ Реактори: Більше, ніж здається на перший погляд, Крейг Бінгман:
19. Альтернативні субстрати для кальцієвих реакторів, Грег Хіллер:
20. Неопубліковані дані Саймона Хантінгтона
21. Вуглекислий газ: Друг чи ворог? Ренді Холмс-Фарлі:
22. Карбонат кальцію як добавка, Ренді Холмс-Фарлі:

Source: reefs.com