Dozowanie CO2 do akwarium

Akwaria w których chcemy hodować ciekawsze (i bardziej wymagające) gatunki roślin wymaga stosowania dodatku dwutlenku węgla. Związek ten wykorzystywany jest przez rośliny w czasie fotosyntezy. Produktem ubocznym jest tlen wydzielany do wody. Wynika z tego, że dwutlenek węgla służy roślinom jako źródło węgla (którego jest około 45% w suchej masie rośliny). Węgiel jest z tego powodu nazywany czasem super-makro (makroelement potrzebny w super dużych ilościach). Produkowany przez rośliny tlen zapewnia doskonałe warunki dla ryb, nie jest potrzebne żadne dodatkowe natlenianie wody.

Dostarczanie CO2 do akwarium

Naturalne stężenie CO2 w akwarium wynosi około 3-4 ppm (mg/l) i jest ono prawidłowe, jeżeli akwarium jest oświetlone niewielkim światłem (około 0,3 W/l). Stężenie takie będzie się utrzymywało jeżeli zapewnimy ruch tafli wody (napowietrzanie nie jest konieczne).

Wyższe stężenia można uzyskać dostarczając do akwarium CO2 z dodatkowego źródła. Najpopularniejszym z nich jest butla ciśnieniowa z reduktorem i zaworkiem precyzyjnym. Zestaw taki pozwala na precyzyjne i równomierne podawanie gazu do akwarium. Typowa butla 1,5kg powinna wystarczyć do akwarium 100l na około 1-3 miesiące (w zależności od sposobu podawania i ruchu wody w akwarium).

Popularnym sposobem jest też budowa tzw. "bimbrowni", czyli pojemnika w którym odbywa się fermentacja alkoholowa i produkowany jest dwutlenek węgla. Ten sposób nie zapewnia jednak odpowiednio stabilnego poziomu podawania dwutlenku węgla.

Wymagany poziom CO2

Uznaje się, że optymalny poziom CO2 w akwarium to 30mg/l, nawet w przypadku bardzo intensywnego oświetlenia (około 1W/l). Utrzymanie takiego poziomu nie jest łatwe z kilku powodów. 

Po pierwsze gazy dążą do wyrównania ciśnień, więc CO2 będzie uciekał z wody do powietrza. Ruch powierzchni wody dodatkowo wspomaga ten proces, więc należy zadbać, żeby powierzchnia wody nie falowała zbyt mocno. Napowietrzacze są stanowczo niewskazane, ale konieczny jest ruch wody w akwarium, żeby woda z CO2 cały czas obmywała rośliny (odpowiednia cyrkulacja).

Po drugie woda w akwarium ma dosyć wysoką temperaturę, co obniża rozpuszczalność dwutlenku węgla.

Po trzecie rośliny w czasie fotosyntezy zużywają spore ilości CO2.

Pomiar poziomu rozpuszczonego CO2

Rozpuszczony w wodzie dwutlenek węgla obniża Ph, ponieważ powoduje powstanie słabego kwasu. Istnieje ścisły związek pomiędzy ilością CO2 i twardością węglanową wody (Kh):

CO2[mg/l]=3xKHx10^(7-pH)

 Na tej zależności opiera się pomiar ilości CO2 w akwarium. Znając twardość węglanową wody w akwarium i jej Ph można wyliczyć szacunkową ilość CO2 w wodzie. Wynik wyliczeń zawiera poniższa tabelka:

Żółty kolor oznacza stężenie szkodliwe lub śmiertelne dla ryb, zielony - optymalne warunki do uprawy roślin, niebieski - za mało CO2, czerwony - naturalny poziom CO2.

Wystarczy więc zmierzyć Kh i Ph i na podstawie tabelki odczytać zawartość CO2 w wodzie.

Stały pomiar CO2

Można ułatwić sobie życie i zamontować w akwarium urządzenie do stałego pomiaru ilości CO2. Miernik taki opiera się na tym, że w odpowiednio skonstruowanym pojemniczku znajduje się niewielka ilość wody z dodanym specjalnym barwnikiem reagującym na zmianę Ph. Woda w pojemniczku oddzielona jest od wody z akwarium za pomocą poduszki powietrznej (nie mieszają się). Gazy dążą do wyrównania ciśnienia poprzez dyfuzję, więc po jakimś czasie stężenie CO2 będzie w pojemniczku takie samo jak w wodzie akwariowej. Bezwładność odczytu dochodzi więc do 2-3 godzin.

Odczytu dokonuje się porównując kolor odczynnika w pojemniczku ze skalą barwną. Na przykład w teście firmy JBL wygląda on następująco:

Odczyt należy porównać z tabelką w zależności od twardości węglanowej użytej wody. Niestety woda z akwarium może zawierać inne związki, które mogą przekłamywać wynik twardości węglanowej (np. kwasy humusowe z korzeni i rozkładu materii organicznej). Dlatego najlepiej użyć wody destylowanej (lub z filtra odwróconej osmozy - RO) aby uzyskać wodę o znanej twardości węglanowej. Według mnie najlepiej użyć wody o twardości 10dKh (dziesięć stopni niemieckich twardości węglanowej). Dla takiej wody optymalne Ph to 7 (środkowy odczyt na skali barwnej), Ph 6,8 = 47,5 mg/l CO2, czyli za dużo, Ph 7,2 = 18,9 - trochę za mało.

Przygotowanie wody 10dKh

Wodę o odpowiedniej twardości można przygotować samodzielnie. Trzeba zaopatrzyć się w dokładną wagę (np. jubilerską, koszt 15-20 zł), sodę oczyszczoną (do nabycia w sklepach spożywczych) i wodę destylowaną (do kupienia na stacji benzynowej).

Odważamy 1,2 grama sody oczyszczonej i rozpuszczamy w 1 litrze wody destylowanej. Da nam to 1 litr wody o twardości węglanowej 40 dKh. Następnie bierzemy 250ml tej wody i 750ml wody destylowanej, co da nam 1 litr wody o twardości 10 dkH.

Jednorazowo do pojemniczka pomiarowego JBL wchodzi około 1,5 ml płynu i 2-3 krople barwnika pomiarowego. Przygotowany litr płynu starczy nam na ponad 600 uzupełnień (wodę należy zmieniać co tydzień), więc na około 12 lat.