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轉載 鈣、堿度、鎂和pH值之間關系簡述 ——作者:Randy Holmes-Farley 礁巖缸中最重要的化學參數是鈣和堿度,不幸的是,它們之間的關系常常困擾著魚友。這種關系用化學術語是很好理解和描述的,并且在我以前的論文中用化學和數學等式進行了詳細的介紹。然而這些介紹還是不能讓那些不懂術語的魚友滿意,特別是再把鎂和pH這兩種因素加入后,它們之間的關系更為錯綜復雜,讓很多人都無法輕易理解。
同樣令人沮喪的是它們之間的關系有時又被描述得過于簡單了。這樣就很不幸的導致得到錯誤的結論。例如,鈣和堿度在海水中維持穩定的總量有一個上限這種過于簡單的描述會導致誤解。又例如,常有人問我如下問題:“在鈣沉淀開始前我能將堿度提高到多少?”或“我的鈣檢測下來是700ppm,這是不可能的,對不對?” 更糟糕的是,這種誤解可能會導致一些魚友放棄試圖了解他們海缸中的化學進程,因為這些由于誤解得到的結論顯然與他們在實際經驗中得到的結論相悖。 本文將以簡單、直觀的方式描述鈣、堿度、鎂和pH值之間的關系,通過淺顯易懂的圖片來幫助魚友們理解海缸中發生的化學進程。此外,雖然這些圖片是有點簡化,但仍是正確無誤的,所以不會導致魚友的誤解。 本文的章節最好依次閱讀,因為它們是環環相扣的。它們是:
- 鈣
- 堿度
- 碳酸鈣
- 簡單固體粒子的溶解度
- 簡單固體粒子的過飽和現象
- 碳酸鈣的溶解度
- 碳酸鈣和pH值
- 碳酸鈣和堿度
- 碳酸鈣和鎂
- 非生物性碳酸鈣溶解度影響摘要
- 生物性碳酸鈣沉淀摘要
- 擴展閱讀
- 結論
鈣 鈣是海水中的主要離子之一。它在自然海水中的濃度約為420ppm,占海水中固體粒子總重量的1.2%不到。在海洋中,鈣濃度的變化主要是由于鹽度的變化引起的,隨著鹽度的高低而高低。海水中的一個鈣離子攜帶兩個正電荷,寫作Ca++。 鈣在礁巖缸中是十分重要的,因為很多的生物——包括珊瑚和鈣藻——需要它來生成碳酸鈣骨骼。如果不將鈣濃度維持在充足的濃度,這些生物會感到不適應甚至死亡。我建議魚友們將鈣濃度維持在在380-450 ppm之間。
堿度
堿度是一個復雜的衡量單位,它描述的不是水中的某一種物質,而是很多物質的集合,它們共同作用形成的一種化學屬性。魚友們在海水中測量堿度的原因是,在海水中堿度主要由重碳酸鹽和碳酸鹽組成。重碳酸鹽(HCO3-)被珊瑚吸收并轉換為碳酸鹽 (CO3–)用來生成它們的碳酸鈣骨骼。因此,堿度反映了水中是否有足夠的重碳酸鹽。
堿度正;蚱咭馕吨谐渥愕闹靥妓猁},偏低則意味著重碳酸鹽短缺。在礁巖缸中不使用任何補充堿度的手段,則水中的堿度將很快就被消耗光。在一些礁巖缸中,堿度從正常濃度降低到不能承受的水平只需要一到兩天,盡管在另一些對碳酸鹽的需求比較低的礁巖缸中會需要更長時間。當水中的重碳酸鹽耗盡,那些需要進行碳酸鈣骨骼沉積的珊瑚就會感到不適應甚至死亡。我建議魚友們維持堿度在2.5-4 meq/L (7-11 dKH, 相當于125-200 ppm的碳酸鈣)。
碳酸鈣 因為許多的珊瑚、鈣藻和其它鈣化生物體需要鈣和堿度(即重碳酸鹽),所以有必要持續地確保它們在水中有足夠的濃度。不幸的是,在水中的鈣離子和碳酸根離子結合的同時,不能溶解的碳酸鈣會造成一種非生物性沉淀的趨勢。在礁巖缸中,這種沉淀的趨勢在鈣和堿度的關系中扮演著極其重要的角色。 海水中含有的鈣遠遠大于碳酸鹽或重碳酸鹽,即使正常海水中的所有堿度都通過碳酸鈣沉淀的方法來去除,鈣也只會下降大約50ppm。基于這個原因,當我們在缸中添加過量或不足量的鈣或堿度添加劑時,堿度的變化更為迅速和廣泛。
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