---前提---
水族論壇常見的傳統說法.. 濾材用久會跌酸啦..      
或是硝化作用會吃KH啦..等等..
西蹤這篇正是解釋了正確的觀念

網路上很多被水族人供奉來拜的說法...不一定是正解.. 
往往發生了某"因"...總是出現了某"果"... 
所以被滿口經驗談的前輩拿來解釋因果關係..

其實有時候這些因果只是條件巧合...
所以當別的玩家照著操作時
因為環境設定不一定相同, 所以產生不同結果...

不求甚解, 只求做法的話,就容易變成這樣
其實花點時間, 了解原因, 就能自己去設計出更適合搭配的系統

--以下本文--

作者: itsforte (失蹤)
標題: 水族箱裡的KH

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

IMG_0029    
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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



---以下是NIAZ幫忙補充的---

首先根據維基百科
                                                                               
硝化細菌(Nitrifying bacteria)是化能生物,自養需氧型細菌,以"二氧化碳"為碳源,
通過代謝將氨或銨鹽氧化成硝酸鹽。可以用不含有機碳的培養基培養。
                                                                                
二氧化碳溶於水中就是H2CO3啦~
                                                                               
然後又解離成HCO3-囉~
                                                                               
                                                                               
再來參考論文 "活性污泥處理單元發生硝化反應之原因與對策"
                 --財團法人台灣產業服務基金會 曾明加工程師
                                                                               
                                                                               
當中提到
                                                                               
硝化菌之碳源通常來自廢水中之HCO3-,因此硝化反應將消耗廢水中"鹼度"並釋出H+離子
               

reference:
        wikipedia
        http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A1%9D%E5%8C%96%E7%BB%86%E8%8F%8C

        活性污泥處理單元發生硝化反應之原因與對策
        http://proj.moeaidb.gov.tw/eta/epaper/PDF/ti068-1.pdf


--認識了一群聰明的好朋友, 真是不錯--

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