Низький рівень pH: Причини та способи лікування Ренді Холмс-Фарлі.
Без кейворду
Низький рівень pH: Причини та лікування
Рівень рН рифового акваріума суттєво впливає на здоров’я і благополуччя організмів, що населяють його. На жаль, багато факторів мають тенденцію виводити рН з оптимального діапазону для багатьох організмів, які зазвичай утримуються в морських акваріумах. Надмірно низький рівень pH, наприклад, ускладнює відкладення скелетів карбонату кальцію для кальцифікуючих організмів. При досить низькому рівні рН скелети фактично почнуть розчинятися. Отже, це параметр, який акваріумісти повинні контролювати. Однак моніторинг часто є лише початком проблем з рН. Багато рифових акваріумістів вважають низький рівень pH однією з найприкріших проблем у підтримці належних водних умов. У цій статті детально описано, чому pH може бути низьким у багатьох акваріумах, а потім детально описано найкращі способи його підвищення. Для тих, кого турбує високий рівень pH, я коротко розглянув ці питання в попередній статті.
Цей розділ повинен допомогти акваріумістам зрозуміти, що означає термін “pH”. Ті, хто хоче лише зрозуміти та вирішити проблему низького рівня pH, можуть просто пропустити виділені жирним шрифтом речення в кінці цього розділу.
Поняття pH в застосуванні до морської води має безліч різних визначень. У системі, що використовується більшістю акваріумістів (система NBS, де NBS означає старе Національне бюро стандартів), pH визначається за допомогою рівняння 1:
де a H це “активність” іонів водню (H +; також званих протонами) в розчині. Активність – це спосіб, яким хіміки вимірюють “вільні” концентрації, і тому рН є просто мірою водневих іонів у розчині. Іони водню в морській воді частково вільні (не зовсім вільні, а приєднані лише до молекул води в комплексах, таких як H 3 O +) і частково комплексні з іншими іонами. Цей ефект є причиною того, що хіміки використовують активність замість концентрації. Зокрема, іони H+ в нормальній морській воді присутні у вигляді вільних іонів H+ (близько 73% від загальної кількості), у вигляді іонних пар H+ /SO4 — (близько 25% від загальної кількості H+ ), і у вигляді іонних пар H+ /F – (невелика частка від загальної кількості H+ ). Ці питання активності також впливають на калібрувальні буфери, і це є однією з причин того, що в морській воді іноді використовуються різні шкали рН та калібрувальні буфери. Ці інші стандарти не повинні стосуватися акваріумістів: всі дані, про які повідомляють рифові акваріумісти, використовують стандартну систему NBS.
Для того, щоб зрозуміти більшість проблем з pH в морських акваріумах, pH можна просто вважати таким, що безпосередньо пов’язаний з концентрацією H + :
де g H просто константа (коефіцієнт активності), яку ми можемо ігнорувати для більшості цілей (для тих, хто цікавиться, g H = 1 в чистій прісній воді і ~0,72 в морській воді). У певному сенсі, все, що потрібно знати більшості акваріумістів, це те, що pH є мірою водневих іонів у розчині, і що шкала є логарифмічною. Це означає, що при рН 6 міститься в 10 разів більше Н+, ніж при рН 7, і що при рН 6 міститься в 100 разів більше Н+, ніж при рН 8. Отже, невелика зміна рН може означати велику зміну концентрації Н+ у воді.
Є кілька причин, чому акваріумісти хотіли б контролювати рівень рН в морських акваріумах. Одна з них полягає в тому, що водні організми процвітають лише в певному діапазоні рН. Цей діапазон, безумовно, варіюється від організму до організму, і нелегко обґрунтувати твердження, що будь-який конкретний діапазон є “оптимальним” для акваріума з багатьма видами. Навіть природна морська вода (pH = 8,0-8,3) не буде оптимальною для кожної істоти, що живе в ній, але було визнано більше вісімдесяти років тому, що відхід від pH природної морської води (наприклад, до pH 7,3) є стресом для риб. 1 Зараз ми маємо додаткову інформацію про оптимальні діапазони рН для багатьох організмів, але цих даних вкрай недостатньо, щоб дозволити акваріумістам оптимізувати рН для більшості організмів, в яких вони зацікавлені. 2-6 Крім того, вплив рН на організми може бути прямим або непрямим. Наприклад, відомо, що токсичність таких металів, як мідь і нікель, залежить від рН для деяких організмів, присутніх в наших акваріумах (наприклад, мізид і амфіпод). 7 Отже, діапазони рН, прийнятні в одному акваріумі, можуть відрізнятися від інших акваріумів, навіть для одних і тих же організмів.
Тим не менш, існують деякі фундаментальні процеси, що відбуваються в багатьох морських організмах, на які суттєво впливають зміни рН. Одним з них є кальцифікація, і відомо, що кальцифікація в коралах залежить від рН, і кальцифікація падає, коли рН падає. 8-9 Використовуючи ці типи фактів, а також інтегрований досвід багатьох любителів, ми можемо розробити деякі рекомендації щодо того, який діапазон рН є прийнятним для рифових акваріумів, і які значення виходять за межі прийнятності.
Який прийнятний діапазон pH для рифових акваріумів?
Допустимий діапазон pH для рифових акваріумів є скоріше думкою, ніж чітко визначеним фактом, і, безумовно, буде змінюватися в залежності від того, хто висловлює цю думку. Цей діапазон також може суттєво відрізнятися від “оптимального” діапазону. Однак обґрунтувати, що є оптимальним, набагато проблематичніше, ніж те, що є просто прийнятним. В якості мети я б припустив, що рН природної морської води, близько 8,2, є прийнятним, але рифові акваріуми, очевидно, можуть працювати в більш широкому діапазоні значень рН. На мою думку, діапазон рН від 7,8 до 8,5 є прийнятним для рифових акваріумів, з кількома застереженнями. До них відносяться:
- Лужність повинна бути не менше 2,5 мекв/л, а краще вище в нижній частині цього діапазону рН. Це твердження частково ґрунтується на тому, що багато рифових акваріумів досить ефективно працюють в діапазоні рН від 7,8 до 8,0, але більшість найкращих прикладів цих типів акваріумів включають реактори з карбонатом кальцію/вуглекислим газом, які, маючи тенденцію до зниження рН, підтримують карбонатну лужність на досить високому рівні (на рівні або вище 3 мекв/л.). У цьому випадку будь-які проблеми, пов’язані з кальцифікацією при цих низьких значеннях рН, можуть бути компенсовані більш високою лужністю. Низький рівень рН в першу чергу спричиняє стрес для кальцифікуючих організмів, оскільки їм важче отримати достатню кількість карбонату для відкладення скелетів. Підвищення лужності пом’якшує ці труднощі з причин, які детально описані далі в цій статті.
- Щоб рівень кальцію становив не менше 400 ppm. Кальцифікація ускладнюється при зниженні рН, і вона також ускладнюється при зниженні рівня кальцію. Не бажано штовхати всі крайнощі рН, лужності та кальцію одночасно. Тому, якщо рН знаходиться на низькій стороні і не може бути легко змінений (наприклад, в акваріумі з реактором CaCO 3 /CO 2), принаймні, переконайтеся, що рівень кальцію є прийнятним (~400-450 ppm). Аналогічно, однією з проблем при більш високому рівні pH (вище 8,2, але з кожним наступним підвищенням стає все більш проблематичним) є абіотичне випадання карбонату кальцію, що призводить до падіння рівня кальцію і лужності, а також до засмічення нагрівачів і крильчаток насосів. Якщо pH акваріума становить 8,4 або вище (як це часто буває в акваріумі з використанням вапняної води), то особливо важливо, щоб і рівень кальцію, і лужність підтримувалися належним чином (тобто не були ні занадто низькими, пригнічуючи біологічну кальцифікацію, ні занадто високими, викликаючи надмірне абіотичне осадження на обладнанні).
Вуглекислий газ і рН
Рівень рН морської акваріумної води тісно пов’язаний з кількістю розчиненого у воді вуглекислого газу. Він також пов’язаний з лужністю. Насправді, якщо вода повністю аерована (тобто знаходиться в повній рівновазі зі звичайним повітрям), то рН точно визначається карбонатною лужністю: чим вище лужність, тим вище рН. На рисунку 1 показано цей взаємозв’язок для морської води, збалансованої з нормальним повітрям (350 ppm вуглекислого газу), і збалансованої з повітрям, що містить додатковий вуглекислий газ, який може бути присутнім у будинку (1000 ppm). Очевидно, що при підвищеному вмісті вуглекислого газу рН знижується при будь-якій лужності. Саме цей надлишок вуглекислого газу призводить до більшості проблем з низьким рівнем pH у рифових акваріумістів.
Малюнок 1. Взаємозв’язок між лужністю та рН для морської води, збалансованої з повітрям, що містить нормальний та підвищений рівень вуглекислого газу. Зеленою точкою показана природна морська вода, врівноважена нормальним повітрям, а криві відображають результат, який був би отриманий, якби лужність була штучно підвищена або знижена.
Простий спосіб зрозуміти цей взаємозв’язок полягає в наступному. Вуглекислий газ в повітрі присутній у вигляді CO 2 . Коли він розчиняється у воді, він стає вугільною кислотою, H 2 CO 3 :
Кількість H 2 CO 3 у воді (при повній аерації) не залежить від рН, а тільки від кількості вуглекислого газу в повітрі (і в деякій мірі від інших факторів, таких як температура і солоність). Для систем, що не знаходяться в рівновазі з навколишнім повітрям, до яких відносяться багато рифові акваріуми, можна вважати, що акваріум “як би” знаходиться в рівновазі з певною кількістю CO 2 в повітрі, яке фактично визначається кількістю H 2 CO 3 у воді. Отже, якщо в акваріумі (або в повітрі, з яким він знаходиться в рівновазі) є “надлишок CO 2 “, це означає, що в ньому є надлишок H 2 CO 3 . Цей надлишок H2CO3, в свою чергу, означає, що pH буде падати, як показано нижче.
Морська вода містить суміш вугільної кислоти, бікарбонату та карбонату, які завжди знаходяться в рівновазі між собою:
Рівняння 4 показує, що якщо в акваріумі є надлишок H 2 CO 3 , то деяка його частина дисоціює (розпадається) на більшу кількість H + , HCO 3 – , і CO 3 — . Отже, через цей додатковий Н +, рН буде нижче, ніж якби в ньому було менше СО 2 /Н 2 СО 3. Якщо морська вода має величезний надлишок CO 2 , рН може бути настільки низьким, що досягає pH 4-6. Врівноваження води в моєму акваріумі вуглекислим газом при 1 атмосфері призвело до рН 5,0, хоча таке низьке значення навряд чи буде досягнуто в рифовому акваріумі, оскільки субстрат і скелети коралів будуть буферизувати його в міру розчинення. Вода в моєму акваріумі в рівновазі з 1 атмосферою вуглекислого газу і надлишком твердого арагоніту (кристалічна форма карбонату кальцію, яка є тією ж формою, що присутня в скелетах коралів) призвела до рН 5,8.
На рисунках 2-5 графічно показані деякі способи підвищення рН в акваріумах. Наприклад, якщо лужність акваріума становить 3 мекв/л (8,4 dKH), а рН – 7,93, то в акваріумі повинен бути надлишок СО2 (інакше рН буде трохи більше 8,3). Способи підвищення рН включають в себе:
- Аерація води “нормальним повітрям”, виганяючи надлишок вуглекислого газу, перемістить параметри акваріума вздовж зеленої лінії на малюнку 3, підвищуючи pH до рівня трохи вище pH 8,3. Цей ефект також відбудеться, якщо для поглинання частини надлишкового вуглекислого газу використовувати зростання макроводоростей, хоча рідко коли цей ефект здатний перемістити його вздовж зеленої лінії до рівня вище pH 8,3.
- Підвищення лужності, навіть якщо в ній все ще є “надлишок CO 2 “, підвищить pH, перемістивши параметри акваріума вздовж зеленої лінії на малюнку 4, до pH близько 8,1 при лужності 4,5 мекв/л (12,6 dKH).
- Використання вапняної води (kalkwasser) для виведення надлишку CO 2 (до нормального рівня), а також для підвищення лужності (до 4 мекв/л) може перемістити криву вздовж зеленої лінії на рисунку 5, що призведе до рН понад 8,4 і лужності 4 мекв/л (11,2 dKH).
Рисунок 2. Ті ж криві, що і на Рисунку 1, з червоними смугами, що показують рН, який досягається при лужності 3 мекв/л (8,4 dKH). Очевидно, що рН набагато вищий при нормальному рівні вуглекислого газу, ніж при підвищеному.
Рисунок 3. Ті ж криві, що і на рисунку 1, що показують вплив аерації на рН при запуску з надлишком вуглекислого газу.
Рисунок 4. Ті ж криві, що і на малюнку 1, що показують вплив підвищеної лужності на рН при залишенні надлишку вуглекислого газу незмінним.
Рисунок 5. Ті ж криві, що і на рисунку 1, показують вплив вапняної води (кальквасер) на рН як за рахунок зменшення надлишку вуглекислого газу (гідроксид з’єднується з ним, утворюючи бікарбонат і карбонат), так і за рахунок збільшення лужності.
Чому рН змінюється вдень і вночі?
Добова (денна) зміна рН в рифових акваріумах відбувається через біологічні процеси фотосинтезу та дихання. Фотосинтез – це процес, за допомогою якого організми перетворюють вуглекислий газ і воду на вуглеводи та кисень. Реакція є чистою:
Таким чином, протягом дня відбувається чисте споживання вуглекислого газу. Це чисте споживання призводить до того, що в багатьох акваріумах протягом дня виникає дефіцит CO 2, і рівень pH підвищується.
Аналогічно, організми також здійснюють процес дихання, де цей вуглевод перетворюється назад в енергію для інших процесів. У чистому розумінні це є протилежністю фотосинтезу:
Цей процес відбувається постійно в рифових акваріумах, і він має тенденцію до зниження рівня рН за рахунок виробленого вуглекислого газу.
Сумарний ефект цих процесів полягає в тому, що в більшості рифових акваріумів рН підвищується вдень і знижується вночі. Ця зміна варіюється від менш ніж десятої частини одиниці рН до більш ніж 0,5 одиниці рН у типових акваріумах. Як обговорюється в інших частинах цієї статті, повна аерація акваріумної води для виведення надлишкового вуглекислого газу або втягування надлишкового вуглекислого газу при його дефіциті повністю запобігає добовим коливанням рН. На практиці цього часто не вдається досягти, і спостерігається зміна рН між днем і ніччю.
На додаток до аерації, кількість хімічної буферності у воді впливає на величину коливань рН. Більш висока карбонатна лужність призводить до менших коливань рН, оскільки комбінація карбонатного та бікарбонатного буферу протистоїть змінам рН. Борна кислота і борат також буферизують зміни рН. Обидві ці буферні системи мають більшу ємність при високому рН (8,5), ніж при низькому рН (7,8), тому акваріумісти з низьким рН можуть спостерігати більші коливання рН лише з цієї причини. Я детально описав усі ці буферні ефекти та проблеми, пов’язані з добовими коливаннями рН, у попередній статті.
Вирішення проблем з рН
Наступні розділи надають конкретні поради щодо того, як вирішити проблему низького рівня рН. Поради також можуть бути використані для наближення рівня рН до природних значень, навіть якщо він вже знаходиться в межах “прийнятного” діапазону, описаного вище, але все ще не такий високий, як бажано. Однак, перш ніж приступати до реалізації стратегії зміни рН, слід звернути увагу на деякі загальні проблеми:
- Переконайтеся, що проблема з рН дійсно існує. Багато видимих проблем насправді є проблемами вимірювання, а не проблемами акваріума. Ця проблема здається особливо поширеною, коли акваріуміст використовує тест-набори для визначення рН, а не електронне вимірювання за допомогою рН-метра, але всі методи можуть давати і дають збої, і Ви не хотіли б перетворити хорошу ситуацію в погану просто тому, що рН-метр не був належним чином відкалібрований. Отже, обов’язково перевіряйте показники рН, перш ніж діяти будь-якими, крім найбезпечніших способів. Ось дві статті, які варто прочитати про вимірювання рН, щоб переконатися, що показання є точними:
- Вимірювання pH за допомогою вимірювача
- Калібрувальна або перевірочна рідина pH з використанням бури з продуктового магазину.
Причини проблем з низьким рівнем pH
Як описано вище, проблеми з низьким pH – це проблеми, коли pH нижче приблизно 7,8. Тобто, коли добовий рівень pH опускається нижче 7,8 протягом будь-якої частини дня. Звичайно, якщо pH досягає низького значення pH 7,9, акваріумісти все одно можуть захотіти його підвищити, але потреба в цьому не така вже й негайна. До низького рівня pH зазвичай призводять кілька причин, і рішення для кожної з них різне. Зрештою, ніщо не заважає акваріуму мати всі ці проблеми одночасно!
Першим кроком у вирішенні проблеми низького pH є визначення причини її виникнення. Деякі можливості включають:
- В акваріумі використовується реактор карбонату кальцію/вуглекислого газу (CaCO 3 /CO 2 реактор).
- Акваріум має низьку лужність.
- Через недостатню аерацію в акваріумі міститься більше CO 2, ніж у навколишньому повітрі. Не обманюйте себе думкою, що акваріум повинен мати достатню аерацію, оскільки вода в ньому дуже турбулентна. Врівноважити вуглекислий газ НАБАГАТО важче, ніж просто забезпечити достатню кількість кисню. Якби рівновага вуглекислого газу була ідеальною, то не було б ніяких змін в pH між днем і ніччю. Оскільки більшість акваріумів мають більш низький рівень рН вночі, вони також демонструють менш ніж повну аерацію.
- В акваріумі є надлишок СО2, тому що повітря в будинку, з яким він врівноважується, містить надлишок СО2.
- В акваріумі все ще відбувається кругообіг речовин, і в ньому є надлишок кислоти, що утворюється в результаті азотного циклу і розкладання органічних речовин до CO 2 .
Тест на аерацію
Деякі з перерахованих вище можливостей вимагають певних зусиль для діагностики. Проблеми 3 і 4 є досить поширеними, і ось спосіб, як їх розрізнити. Вийміть чашку з водою з бака і виміряйте pH. Потім аеруйте її протягом години за допомогою повітряної трубки, використовуючи зовнішнє повітря. Рівень рН повинен підвищитися, якщо рН незвично низький для вимірюваної лужності, як на малюнку 3 (якщо він не підвищується, швидше за все, одне з вимірювань (рН або лужності) є помилковим). Потім повторіть той самий експеримент на новій чашці з водою, використовуючи внутрішнє повітря. Якщо рН і там підніметься, значить, рН акваріума буде підвищуватися при більшій аерації, тому що тільки в акваріумі міститься надлишок вуглекислого газу. Якщо рН не підвищується всередині (або підвищується дуже мало), то внутрішнє повітря містить надлишок CO 2 , і більша аерація тим самим повітрям не вирішить проблему низького рН (хоча аерація більш свіжим повітрям повинна).
Вирішення проблем з рН
Деякі рішення проблем рН є специфічними для кожної причини, і вони детально описані нижче. Однак існують деякі загальні рішення, які часто є ефективними. До них відноситься використання добавок з високим рівнем рН, коли необхідна лужність. Найкращим вибором у цьому відношенні є вапняна вода (кальквасер), за якою слідують двокомпонентні добавки з високим рН. Ці методи мають перевагу в тому, що вони підвищують рН, але не підвищують лужність по відношенню до кальцію небажаним чином.
Буфери самі по собі, як правило, не є хорошим методом, оскільки вони мало підвищують рН і призводять до надмірної лужності. На жаль, етикетки багатьох комерційних буферів написані таким чином, щоб переконати акваріумістів, що рН буде в нормі, якщо вони просто додадуть трохи буфера. Найчастіше рН не покращується більше доби, а лужність піднімається за бажані межі.
Два інших корисних методи включають вирощування макроводоростей, які поглинають деяку кількість CO 2 з води в міру зростання (часто освітлюються в зворотному світловому циклі до основного резервуару, щоб забезпечити максимальне підвищення рН, коли основний резервуар знаходиться на своєму мінімумі рН), і аерацію води свіжим повітрям.
Низький рівень pH завдяки реакторам CaCO 3 /CO 2
Поширеною причиною низького рівня pH в рифовому акваріумі є використання карбонатного/вуглекислого реактора. Ці реактори використовують кислий вуглекислий газ для розчинення карбонату кальцію, в результаті чого в акваріум надходить значна, але короткочасна кількість кислоти. В ідеалі, вуглекислий газ видувається назад з резервуару після того, як він був використаний для розчинення CaCO3 . Однак в реальності цей процес не доводиться до кінця, і акваріуми, що використовують реактори CaCO3 /CO2, зазвичай працюють при низьких значеннях pH.
Наведені нижче рішення припускають, що реактор відрегульований належним чином. Неправильно відрегульований реактор може знизити рН навіть нижче, ніж зазвичай, і в цьому випадку правильне регулювання є першим кроком. Як встановити різні параметри реактора виходить за рамки цієї статті, але з цієї точки зору, рН або лужність стічних вод не повинні бути занадто низькими.
Було запропоновано багато підходів, з різним успіхом, для мінімізації проблеми низького рН, з якою стикаються реактори CaCO3 /CO2. Одним з них є використання двоступеневого реактора, який пропускає рідину через другу камеру з CaCO3, перш ніж випускати її в резервуар. Щасливого рифінгу! Сьогоднішні найкращі пропозиції на оголошенні Марка приголомшливі. Розчинення додаткового CaCO 3 має ефект підвищення pH, а також підвищення рівня кальцію і лужності в стічних водах. Цей підхід здається успішним у підвищенні рН стічних вод, але він не може підняти його до рівня рН в резервуарі, тому проблема низького рН не зникає повністю.
Інший підхід полягає в аерації стоків перед тим, як вони потрапляють в резервуар. В цьому випадку мета полягає в тому, щоб здути надлишок CO 2 до того, як він потрапить в резервуар. Цей підхід може працювати в теорії, але, як правило, не працює на практиці, оскільки не вистачає часу для дегазації перед тим, як стічні води потрапляють в резервуар. Інша проблема, пов’язана з цим підходом, полягає в тому, що якби він дійсно був успішним у підвищенні рН, перенасичення CaCO3 у стічних водах могло б піднятися досить високо, щоб викликати повторне осадження CaCO3 в реакторі, забруднюючи його і знижуючи його ефективність.
Останній підхід, і, ймовірно, найбільш успішний, полягає в поєднанні реактора CaCO3 /CO2 з іншою схемою додавання лугу, яка підвищує рН. Найбільш корисним методом в цьому випадку є використання вапняної води. У цій ситуації вапняна вода використовується не для забезпечення великої кількості кальцію або лугу, а для поглинання частини надлишкового CO 2 і, таким чином, для підвищення pH. Кількість необхідної вапняної води не така велика, як для повного підтримання кальцію та лужності. Додавання вапняної води можна також поставити на таймер, щоб додавати її тільки вночі і рано вранці, коли денні мінімуми рН найбільш ймовірно будуть проблематичними. Добавка вапняної води також може бути на контролері рН, так що вона додається тільки тоді, коли рН стає незвично низьким (наприклад, нижче рН 7,8 або близько того).
Низький рН через високий рівень вуглекислого газу в приміщенні
Високий рівень вуглекислого газу в приміщенні також може призвести до проблем з низьким рівнем pH у багатьох акваріумах. Дихання людей і домашніх тварин, використання невентильованих приладів, що спалюють природний газ (наприклад, печей і плит), і використання реакторів CaCO 3 /CO 2 можуть призвести до високого рівня вуглекислого газу в приміщенні. Рівень вуглекислого газу може легко перевищувати рівень зовнішнього повітря більш ніж удвічі, і цей надлишок може суттєво знизити рН. Ця проблема особливо гостро стоїть в нових, більш герметичних будинках. Навряд чи це буде проблемою в таких будинках, як мій, де можна відчути, як вітер дме навколо старих віконних рам.
Багато акваріумістів виявили, що відкриття вікна біля акваріума може значно підвищити рівень pH протягом одного-двох днів. На жаль, ті акваріумісти, які живуть в холодному кліматі, не можуть комфортно відкривати вікна взимку. Дехто вважає, що в таких ситуаціях корисно прокласти трубу або трубку ззовні до повітряного входу скімера, де свіже зовнішнє повітря швидко змішується з водою в акваріумі. Однак слід пам’ятати, що якщо акваріуміст живе в місцевості, де періодично розпилюють інсектициди для боротьби з комарами (наприклад, у багатьох мегаполісах Півдня), важливо встановити вугільний фільтр на повітрозабірнику, щоб запобігти потраплянню цих хімікатів до акваріума.
Нарешті, використання вапняної води в цих ситуаціях може бути відповідним рішенням. Вапняна вода може бути особливо ефективною в цій ситуації, оскільки акваріум з меншою ймовірністю буде відчувати небажано високий рівень pH, який іноді супроводжує використання вапняної води. Хоча вапняна вода є звичайною добавкою до лужності акваріума, яка найбільш ефективно підвищує рівень рН, інші добавки з високим рівнем рН також будуть достатніми. Добавки на основі карбонату, наприклад, були б дуже корисними в цій ситуації, тоді як бікарбонат не буде. Як комерційний приклад, оригінальний B-ionic був би кращим, ніж новіша версія (Bicarbonate B-ionic). Для домашніх заварювань пральна сода (карбонат натрію) або харчова сода буде кращою, ніж звичайна харчова сода (бікарбонат натрію).
Низький рівень pH через низьку лужність
Недостатня лужність також може призвести до низького рівня pH. Наприклад, якщо лужність не додається так швидко, як вона видаляється шляхом кальцинування, рН, швидше за все, знизиться. Це падіння буде відбуватися з усіма схемами додавання лугу, але буде найбільш помітним при використанні схем, які самі по собі не підвищують рН (наприклад, реактори CaCO3 /CO2 або бікарбонатні реактори). У цій ситуації очевидним рішенням є додавання більшої кількості лугу (як показано на рисунку 4).
Гострі стрибки рН в бік зниження
Всі ситуації, описані вище, пов’язані з хронічно низьким рівнем pH. Жодна з них не передбачає гострих або перехідних стрибків рН. Однак у певних ситуаціях вони можуть виникати, і знання того, що робити, може представляти інтерес. Більшість акваріумістів навряд чи зроблять те, що зробив я, і додадуть шматок сухого льоду в відстійник, щоб просто подивитися, що станеться. Ті, хто це зробить, побачать, як рівень рН падає, падає і падає. Незабаром вони можуть переконатися, що рН 5 вб’є весь акваріум (у моєму випадку цього не сталося, але я не рекомендую цей процес для загальної розваги).
Більш вірогідний сценарій, однак, включає в себе якийсь тип аварії з вуглекислим газом, який призводить до потрапляння великої кількості CO 2 в бак з несправного реактора. У більшості таких випадків я б радив не робити нічого, окрім значної аерації, щоб вигнати надлишок CO 2 . Можливо, навіть відкрити вікно, щоб переконатися, що повітря, яке обмінюється, саме по собі не було завантажене надлишком CO 2 . Акваріум повинен повернутися до нормального стану приблизно через день. Якщо акваріуміст вирішив додати щось для підвищення рН, він ризикує підняти рН занадто високо через день або близько того після того, як надлишок CO 2 вивітриться з акваріума.
Якщо причиною падіння рН була мінеральна кислота (наприклад, соляна), то карбонатна лужність (а також загальна лужність) впаде. Я б порадив виміряти лужність і використати добавку карбонатної лужності (не ту, що містить велику кількість боратів), щоб підняти лужність до нормального рівня (скажімо, від 2,5 до 4 мекв/л; 7-11 dKH). Кінцевим ефектом має бути підвищення рН, хоча з деякими засобами підвищення лужності (вапняна вода або оригінальний B-іонний) підвищення рН буде швидким, а з деякими схемами (наприклад, з харчовою содою) підвищення рН буде повільнішим, оскільки резервуару потрібен час, щоб вивітрити надлишок CO 2, який утворюється в результаті.
Якщо причиною падіння рН є надлишок оцту або іншої органічної кислоти, то я б порадив таке ж лікування, як і для соляної кислоти, за винятком того, що з часом (від годин до днів) ацетат, який утворився з оцту (оцтової кислоти), буде окислюватися до CO 2 і OH-. Чистий ефект полягає в тому, що рН і виміряна лужність можуть підвищитися. Тому в цьому випадку слід зменшити кількість додавання лугу (можливо, навіть зовсім не додавати), тому що проблема вирішиться сама собою дуже скоро. Якщо для стабілізації випадкового додавання кислоти додається великий надлишок лужної добавки, рН та/або лужність можуть згодом піднятися вище бажаного рівня.
Рівень рН морських акваріумів є важливим параметром, з яким знайомі більшість акваріумістів. Він має важливий вплив на здоров’я та благополуччя мешканців наших систем, і ми зобов’язані робити все можливе, щоб підтримувати його в прийнятному діапазоні. У цій статті наведено низку рішень поширених проблем з низьким рівнем pH в акваріумах, які дозволять більшості акваріумістів діагностувати та вирішувати проблеми з низьким рівнем pH, які можуть виникнути у їх власних акваріумах.
1. Воднево-іонна концентрація морської води в її біологічних зв’язках. Аткінс, W. R. G. J. Marine Biol. Assoc. (1922), 12 717-71.
2. Вимоги до якості води для першого вигодовування личинок морських риб. II. рН, кисень та вуглекислий газ. Brownell, Charles L. Dep. Zool., Univ. Cape Town, Rondebosch, S. Afr. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. (1980), 44(2-3), 285-8.
3. Культивування Chondrus crispus (Gigartinaceae, Rhodophyta) в резервуарах: оптимізація надходження вуглецю за допомогою фіксованого рН та використання свердловини з солоною водою. Braud, Jean-Paul; Amat, Mireille A. Sanofi Bio-Industries, Polder du Dain, Bouin, Fr. Hydrobiologia (1996), 326/327 335-340.
4. Фізіологічна екологія Gelidiella acerosa. Рао, П. Срініваса; Мехта, В. Б., канд. біол. наук, Університет Саураштра, Раджкот, Індія. J. Phycol. (1973), 9(3), 333-5.
5. Дослідження морських біологічних фільтрів. Моделі фільтрів. Wickins, J. F. Fish. Exp. Stn., Minist. Agric. Fish. Food, Conwy/Gwynedd, UK. Water Res. (1983), 17(12), 1769-80.
6. Фізіологічні характеристики Mycosphaerella ascophylli, грибного ендофіта морської бурої водорості Ascophyllum nodosum. Фриз, Нільс. Inst. Physiol. Bot., Univ. of Uppsala, Uppsala, Swed. Physiol. Plant. (1979), 45(1), 117-21.
7. рН-залежна токсичність п’яти металів для трьох морських організмів. Хо, Кей Т.; Кун, Анна; Пеллетьє, Маргарита К.; Хендрікс, Трейсі Л.; Хелмстеттер, Андреа. Національна лабораторія досліджень здоров’я та екологічних наслідків, Агентство з охорони навколишнього середовища США, Наррагансетт, штат Ріо-де-Жанейро, США. Екологічна токсикологія (1999), 14(2), 235-240.
8. Вплив зниженого рН та підвищеного вмісту нітратів на кальцифікацію коралів. Марубіні, Ф.; Аткінсон, М. Дж. Центр біосфери 2, Колумбійський ун-т, Оракул, Арізона, США. Mar. Ecol.: Prog. Ser. (1999), 188 117-121.
9. Вплив стану насиченості карбонатом кальцію на швидкість кальцифікації експериментального коралового рифу. Ленгдон, Кріс; Такахасі, Таро; Суїні, Колм; Чіпмен, Дейв; Годдард, Джон; Марубіні, Франческа; Ейсів, Хізер; Барнетт, Хейді; Аткінсон, Марлін Дж. Обсерваторія Землі ім. Ламонта-Догерті Колумбійського університету, Палісайдс, Нью-Йорк, США. Global Biogeochem. Cycles (2000), 14(2), 639-654.
Source: reefkeeping.com