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二氧化碳在水族箱之重要性与使用方法

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东风1908 发表于 2013-1-22 09:38:36 |显示全部楼层
碳元素---是生物界最重要的养份组成元素之一,而绿色水生植物就是利用碳来制造养份,这也是水族生态中极为复杂的生物反应之一,本文主要在探讨何谓二氧化碳,及利用人工方式来促进碳化合物生成的复杂过程。
     众所皆知,二氧化碳是由碳元素及氧元素化合而成。
然而,何谓二氧化碳呢?在工业用途上,它被定义为以下三种形态:
      1 。碳酸水 (液态碳酸.苏打水)
      2 。冷凝碳酸(气化冷藏)
      3 。干冰(固态碳酸)
   二氧化碳的化学特性非常稳定,在常温20度时,成气态形式,在20度的水中溶解量为1.68克/升,无色、无味、无嗅。
     碳酸是二氧化碳和水的化合物,属中性酸度,其溶解于水中时对水中PH值亦大有影响。
碳元素是植物的养分吗?     动植物在生存状态下于生理循环及新陈代谢的过程中,势必会吸收养分及排泄废物,而“呼吸”,即是明显的循环作用之一。无论动物或植物均需要呼吸,而且呼吸现象不分昼夜。一般人都以为:植物在白天是吸入二氧化碳、释出氧气:至夜间才吸入氧气,而释出二氧化碳,此时为一大讹传。植物和动物一样需要呼吸,且不分昼夜的吸入氧气,只不过白天当植物行呼吸作用的同时,也在进行光合作用----即是吸入二氧化碳并释放出氧气。如此一来,植物便可透过光合作用来补充自己呼吸时所需要的氧气。
     二氧化碳在光合作用中扮演着一个重要的角色,它和水会一并被植物所吸收,在经由叶片中的叶绿素和阳光作用,最后变成糖分和氧气,所以对植物而言,二氧化碳是实在是制造自身氧分的一大来源及要素。
      以二氧化碳来稳定水中PH值
     二氧化碳在水中的功能实在是不胜枚举,当水中含有钙、钾、钠或其它苛性碱时,碳酸可以结合它们,由其是水中含有上述强碱性的重碳酸盐类时,碳酸可以结合而使其沉淀,因此常被当作常被当作沉淀剂使用。在水族养殖领域内,碳酸是正规的重碳酸盐(化合物)沉淀清除剂。
   
生物脱钙作用       当水中游离的二氧化碳会含量降低时,水中植物为了寻求二氧化碳,会开始进行一种生物脱钙作用,它们会从水中的碳酸及重碳酸盐中剥夺走二氧化碳,而造成钙化合物这沉淀,称之为生物脱钙作用。此种作用往往会令水中PH值逐渐升高,甚至高达PH9,为水族箱带来严重不良影响。
       水草除了吸收二氧化碳制造养分外,二者之间还有一个绝妙的搭配功能:二氧化碳能使水中的重碳酸盐及碳酸盐的组成比例维持一个定值。当水中溶解的重碳酸盐愈多,水草对二氧化碳的需求也就愈大,因此会加速分解水中碳酸盐或重碳酸盐以求保持二氧化碳溶解之定数,这两者之间的关系可由一个曲线表上明显的看出来。
      
避免钙沉淀之要决     当水中含有大量的重碳酸盐时,就需要更多的游离态二氧化碳,若游离态的二氧化碳不足时,就会形成钙化合物的沉淀。如果您仔细观察过水族箱,就可以发现在水面、叶面、箱壁及箱底等处皆有钙的沉淀。
        如果您比较一下三者在水族箱中的关系,就可以明显看出:在陆地干燥的环境下,三者的关系恒成定值;但如果在水中,则异常不稳定,图表也证明出三者的不定性,水中碳酸盐、二氧化碳的含量及PH值相互影响如此紊乱!有此看来,欲使水草获得充分的二氧化碳,而最好的方法乃是从外面灌气至水中。
      万事起头难长久以来,许多生态专家一直在研究如何将二氧化碳灌进水中,或是在水中制造二氧化碳等方法,此项研究已约25年了!在此介绍几种方法:一般最常用的方法是在水中加入碳酸苏打(酵母菌),再逐步地加入糖,以使二氧化碳逸出。不过这种方法实在太费周章,因为糖分添加太少或过量均无法得到所需的二氧化碳,而且计量工作十分麻烦,产生的二氧化碳又不纯,杂质也多。
    另一派人士主张使用含有碳酸的矿泉水来提炼二氧化碳,不过这种方法仍属于拙劣的建议,因为提炼泉水中的二氧化碳将所费不赀,不合乎经济效益,而且水中尚含有其他的盐类,也可能干扰二氧化碳的生成。
     最近还有人提议将碳酸浇注于大理石上以获得二氧化碳,对爱鱼者而言,是绝对不合适的!此法不但危险,而且把极为贵重的大理石破坏藉以取得二氧化碳,任何人均不会将此方法列入考虑的。
     
二氧化碳的水溶性及扩散性    二氧化碳本身具有渗透性及水溶性,在任何温度之下的水中均含有定量的二氧化碳,所以您可以利用吹管装置将二氧化碳吹入水中,使之溶解。吹管装置的管径愈大,对水中二氧化碳溶解度的影响也愈大。现今较常使用的是螺旋吹管,在此种吹管中,水滴和二氧化碳可以充分混杂,只要将之吹入水中,二氧化碳便能很快地溶解完成。一般而言,吹管装置的管径和口径都很小,所以只能在小型的水族箱内使用。

如何让二氧化碳顺利溶于水中   目前将气态二氧化碳直接注入水中最好也最经济的方法,就是将二氧化碳压缩再贮存至钢瓶内。钢瓶内压缩贮存的液态二氧化碳通可用数周,甚至达数月之久,经济方便。此种制作过程虽然十分繁复,但现今市面上已有公司研发成功,如DUPLA公司生产的CO2气瓶,采铝合金特制材质,耐用不腐蚀,有160公克、350公克、500公克、1500公克、2000公克等规格。
      注意事项
   利用压缩贮存钢瓶将二氧化碳注于水中,使 之溶解,过程既省进又省力,危险性也降低许多,但仍须注意以下几点:通常贮存在钢瓶内的二氧化碳的压力,在正常状况下应为60巴,在室温(或外界温度)起伏时,瓶内压力也会有所增减,所以须留意微调阀的状况,以及压力显示表。
      上述的情况也有另一种方法可以解决,即是在钢瓶和微调阀之间加装一个减压器,借以降低微调的受压程度,可以降低3~4巴,并维持恒压状况,如此一来,就算钢瓶内压力有所改变,释出的CO2气压仍能维持一定的压力。
       就算是极少量的二氧化碳或碳酸盐(可释放出二氧化碳),也会影响到水的酸碱度,即指PH值。所以,当您在使用全自动的供气设备时,必须时时留意该设备运转是否正常,才能谨慎地控制水中各气体和物质溶解的比例。而对于输送或贮存二氧化碳的设备、管路等,也得加倍小心,尤其得避免强酸侵入,至于其他零件也得防止被水侵入。通常人们会选用较可*的配件,以消后顾之忧,DUPLA制的安全阀安全可*,广受大家信赖。
     当您在选购二氧化碳钢瓶时,必须将安全列为首要考虑要素,市面上虽有许多通过德国技术监督联合会检验合格的二氧化碳压缩贮存钢瓶,但值得大力推荐给您 的是DUPLA公司制的CO2气瓶,采铝合金特制材质,耐用且不腐蚀,制作过程自生产到出厂销售前,经压多次测试以确保高度的安全性,即使在高压之下也不会爆裂。
      以下简述DUPLA的CO2系列产品:
1 全套CO2启动组   
DUPLA所生产的全套CO2启动组适用于120公升以下的水族箱,它的基本配备有:容量160公克的CO2气瓶、一具CO2计泡器、CO2长期测试器新研发出来的CO2雾化喷嘴口,当然,尚有其他组合用的安装零件,在此不多作说明 。当CO2的喷出嘴喷出CO2时,长期测试器也同时发挥功效,CO2计泡器也及安全阀便同步运作。此时喷出的气体会顺势冲过一片多孔的玻璃平板,而被打散成一股气泡,再浮向水平面,在此过程中,CO2就会被水溶解。这种方法效果奇佳,如果要得到二氧化碳的最佳溶解效果,可以试着将喷嘴置于*近水族箱底部的地方。
         这种装置不需要单独的加压动力,但不管是装什么加压马达或是气体,都必须维持恒压,再者,二氧化碳的输送及吹管系统也须经常检查,以避免阻塞而发生气爆现象。
2 扩散筒     
接着,让我们来探讨一下大型CO2气瓶的功能:大部分的二氧化碳均得透过扩散筒而溶解于水中,而且CO2的浓度也会直接反应在计泡器上,可依计泡器上CO2的气泡流量及形态来侦测出。至于扩散筒本身也可以借由CO2的溶银反应来增大或减少本身的出气量。
      生产扩散筒的技术是极为精密的高级科技,不但有促进CO2水溶效果,也有调节水中PH值的功能。

3   恒定减压器     
CO2气瓶除了必须加装减压器外,也必须将减压的效果维持在稳定的状态下,才能使CO2能源源不断地产生。建议您可以亲自动手操作(并不需要任何调压的自动设备),因为人为操作时,可能发现的问题和检查的效果会比自动控制的效果广泛许多。
     
4 半*制自动控制      
由于植物晚间不进行光合作用,所以不需CO2,因此,供给CO2配备可以加装感光器,当光线暗到某个程度而植物不再进行光合作用时,便会自动切断电源。这种设备在DUPLA产品中,有二种可供参考:电磁阀及通用定时器,二者均有设定晚间自动断电的功能,不过当您使用这二种设备时,请您务必加装前述的减压器,因为它们仅限于低压状况下使用。
5 全天候自动控制                  
如果是特殊的水族箱可状况、用途特别,必须全天候维持一定的PH值时,必须额外加装或换装某些设备,这时CO2计泡器并不管用,得换装100型的扩散筒,另外还有更大型的扩散筒(如400型),它可以加装在DUPLA所产生的TURBO2A型马达上。由于全年全天候供应植物二氧化碳,所以计时器可以省略,但必须加装其他检测仪器如:PH电极、PH持续性控制器、电位表、数字计算器等。另外,为了避免机件长期供应CO2而造成磨损可疲劳,应使用功能卓越的减压器和新零件,以确保CO2纯度。
    精益求精的卓越技术                  
近年来,电脑科技在科学和工业领域内均有重大贡献,水族为自然也蒙受其惠。有关供应CO2于水草的过程及设备,近来增多稳定地发展,许多过程、操作方式及媒介等都有所改进,从事起来,大为轻松。如果一座机器、装置或设备本身具有高度的信赖性及稳定性,适用于水族界,而且功能极佳,安全可*,又何尝不是一项奇迹?
         如果有一设备,本身兼具自动控制及示警功能,又有自动调节转换、状态记录显示等配备,相信是科技的一大突破。
        以上我们所讨论的一切,主要的目的是在研究何种设备才能轻易地掌握水族箱内的变因。最好是一个小小的盒型装置,就具备了控制水中酸碱度的功能。
        此外,CO2气瓶、电磁阀、计泡器等配备,也都必须拥有最精密的规格和数值记录表。


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