本帖最后由 随风飘 于 2017-3-1 13:13 编辑
钙和碱度是海水缸中必须要维护的重要水质参数，这两种成分对于SPS和LPS珊瑚的骨骼形成起到决定性作用。与形成珊瑚骨骼的其他化学成分（镁、锶等）相比，钙和碱度的消耗量要大得多，碳酸钙在珊瑚骨骼中的比例要达到97~98%左右，也许换水可以基本保证镁锶等元素的水平，但是钙和碱度必须通过其他补充手段来维持其含量。尤其对于含有大量SPS和LPS、并且灯光强度很高的缸子，钙和碱度的消耗速度非常快，每天加以补充是必需的。另外，碱度也是保持合适PH的基础条件。如果碱度偏低，不但影响珊瑚的石灰化，还会造成PH波动过大。 天然海水的钙水平为420ppm左右，而碱度为7dKH左右。海水养殖界多年的经验以及相关的研究证明，虽然钙的水平高于天然海水水平未见得有助于珊瑚生长，但碱度略高于天然海水确实能促进珊瑚的石灰化，尤其是在PH偏低的时候。PH低的时候，珊瑚获取碳酸根离子的难度加大，较高的碱度水平可以弥补这个问题。 一般来讲，在鱼缸这个封闭的小系统里，把钙与碱度维持在一个固定的水平上很难，肯定会发生一些波动。所以，专家的意见是钙的水平可以在380~450ppm之间，而碱度可以在7~11dKH之间。你可以看到，钙的允许范围是在海水含量（420ppm）的两侧，而碱度的允许范围则是在海水含量（7dKH）的上侧，这是基于“较高的碱度对珊瑚有益”这一理论基础。 要保持这样的钙与碱度水平，有一个重要的先决条件，那就是镁离子的存在。实际上，如果海水中没有镁离子的存在，如此高的钙与碱度水平一定会引起碳酸钙的非生物性沉淀，因为这个水平已经达到了碳酸钙的过饱和状态。镁离子扮演了阻止碳酸钙非生物性沉淀过程的角色。Holmes-Farley先生有很多的海水化学文章，都提到了镁离子的作用原理，有兴趣的鱼友可以查询Reefkeeping杂志。此处我要强调的是，镁离子含量要保持在1250~1350ppm的水平，才能让你把钙和碱度维持在理想的水平上。如果镁离子的含量无法单纯通过换水维持（不同的人造海盐中镁的含量不同，每个缸的换水频率也不一样），那就要在补充钙和碱度的同时，额外补充镁离子。 很多鱼友在考虑补充钙和碱度的时候，首先面临的一个问题是钙和碱度的失衡。海水中的钙和碱度并没有一个严苛的比例关系，这个关系在一定的范围里都算是平衡的。Holmes-Farley先生在较早以前的文章里提供了一个示意图（来自《Solving Calcium and Alkalinity Problems》），可以用来判断钙和碱度是否失衡。
?/P> 如果钙和碱度的关系位于这个图中的1与2两个区域（两条黑色斜线之间的区域），说明它们保持着合适的比例。而在3与4两个区域中，则意味着两者失衡了。比如钙在500ppm左右、而碱度只有7~8dKH时，其关系落在区域4，这时钙明显偏高。 当出现钙偏高的情况时，其原因有几个方面：1）人造海盐的成分问题，有些珊瑚海盐中钙、镁含量比较高，与它的碱度不匹配；2）氮循环过程会消耗碱度（具体描述参见Holmes-Farley先生的《When Do Calcium and Alkalinity Demand Not Exactly Balance》），这也会导致碱度的下降多于钙的下降。 除非使用的海盐有问题，或者单独添加碱度补充剂过量，否则，我很难想象鱼缸里中会出现钙偏低而碱度过高的情况。 我从自己的实践中，没有看出钙含量比某一碱度所对应的钙水平高的话会带来多严重的问题，RC论坛上的一些鱼友也有与此相似的观点。只要碱度能保持在8dKH以上的水平，钙不低于400ppm，稍微有些失衡没有大问题。我的缸子里钙在500ppm，碱度在8dKH多一些，目前没有发现问题。但是钙含量要是特别高的话，意味着其它的阳离子数量减少，这毕竟不是一件好事情。 解决钙与碱度失衡，只能使用单独补充钙或单独补充碱度的添加方法来解决。一类处理方法是把含量高的那个成分降下来，另一类处理方法是把含量低的那个成分升上去。视乎处理对象是钙还是碱度以及当前浓度水平，各有不同的方法。比如，钙与碱度失衡表现为钙过多，而此时碱度已经很高了（比如高于11dKH），这时最好是降低钙含量，比如逐渐加入碳酸钠溶液，让碳酸钙非生物性沉淀。如果此时碱度还在较低的水平（比如低于7dKH），这时最好提升碱度，通过促进珊瑚的骨骼生长，逐渐把钙降下来。需要注意的是，任何调整都必须是渐进的，尤其是SPS，对水质的变化非常敏感，一旦调整速度过快，就会造成SPS的紧迫甚至引起RTN。我的缸子有500升水左右，钙偏高，而碱度稍低，我这段时间每天通过添加小苏打水来提升碱度。我一般每天晚上补水5~8升，准备好RO水后，我加入一平勺（咖啡勺）分析纯级小苏打，待充分溶解后（碱度大致为40~60dKH），用软管慢慢滴入底缸的泵室里，滴入时间持续10~12个小时左右。由于珊瑚会一直消耗碱度，我的缸里每天碱度的提升只有0.1~0.2dKH左右（除了补充小苏打水，我还同时使用钙反应器）。实践证明，这种变化速度是可以被珊瑚接受的。添加补充剂时，一定要滴到水流速度很快而且远离生物的地方（比如底缸），否则会对生物造成损害！ 单独补充钙或碱度，一般使用CaCl2和NaHCO3。很显然，如果这两者均衡添加，综合结果是向水中添加了一份Ca(HCO3)2和2份NaCl，结果无非是水中提高了盐度。但如果长时间、大量地补充其一，水中的Na离子或Cl离子就会大量增加，这就导致离子失衡，即某一种或几种离子偏离正常值很多。但是在通常的情况下，只要使用的人造海盐没有问题，也没有误添加补充剂，就不会出现这种情况。因为海水中NaCl的含量是34~36ppt，而钙的比例为420ppm，碱度为125~195ppm，单纯为了把钙和碱度调整到平衡状态所增加的Na或Cl离子，也就是几十到一百左右的ppm单位，还不到海水中Na或Cl离子的1%，所以大可不必担心离子失衡。 在不考虑钙和碱度失衡的情况下，应该用平衡的补充方法来维持钙和碱度。这些方法包括添加石灰水（即Ca(OH)2）、添加CaCl2和NaHCO3制作的AB补充剂、使用钙反应器。这三种方法各有优缺点，此处不细谈（有兴趣的可以阅读Holmes-Farley的有关文章，在我的Blog里有一篇文章《海水缸的PH》作了一定的介绍），我接下来将回到本文的中心：钙反应器的使用。 钙反应器的原理是通过弱酸性海水溶解固态碳酸钙媒质，形成富含钙和碱度的海水，输入到鱼缸里后同步提升钙和碱度的水平。 一套钙反应器系统的组成包括钙反应器本身、滴定泵、CO2气瓶以及一些配件。下图是我使用的一个钙反系统的示意图。
从这个图可以看出，从CO2气瓶卸压阀门出来的CO2气体，经过止逆阀进入计泡器。计泡器的上部充满了CO2气体。循环水管中的高速水流把计泡器中的CO2吸入水流中，并经过针叶泵搅碎成细小的气泡，加速CO2的溶解。CO2一旦溶解在水中，就会形成H2CO3，释放出H+，反应室里的碳酸钙颗粒就会随之溶解，形成含有溶解态CO2以及Ca++、HCO3-、CO3--等离子的海水。 CO2输入量决定了反应室里的酸度，一般通过计泡器来衡量CO2输入量。但是我更喜欢在钙反应器上安装PH表来了解CO2输入量是否合适。PH低于7，固态碳酸钙就开始溶解（准确地说应该是PH<7时开始明显溶解，在7.5时就开始溶解了）。PH越低，溶解速度越快、溶解浓度越高，反应室里海水的碱度就越高。所以通入较多的CO2可以有效地加强出水的碱度。但是CO2也不能输入太多，一是大量CO2气泡来不及形成H2CO3，会聚集到反应室的上部，从而被排气管排出去，造成CO2的浪费；二是出水PH过低，会造成主缸的PH下降太多。我使用的反应器尺寸比较小，平均每秒1个CO2气泡，反应室里的PH大约在5.9左右（PH表的读数）。很多鱼友介绍说，可以把反应室里的PH维持在6.0~6.5，Reefkeeping杂志的一篇文章称可以维持在6.5~6.7。我的PH表未校准，读数未必真实，我不是很看重这个PH读数（只作为状态监控），我判断CO2输入量的标准是：1）钙反出水的碱度至少达到40dKH以上；2）钙反每天的运行结果能维持缸里的碱度基本不变；3）主缸的PH保持在合适的范围内。钙反的出水中含有溶解态CO2，进入主缸后会降低主缸系统的PH。如果钙反已经使得主缸的PH跌落到理想范围的低端，我就会增加其他的补充方式（比如额外添加石灰水），而不是完全依赖于钙反。 钙反的安装调试其实不困难，但在安装使用钙反之前，我建议先对缸子每天的钙与碱度消耗量做一个评估，以便在调试钙反出水量时有一个参考依据。这个测试其实很简单，就是连续几天定时测试缸子里的碱度水平，比如，每天晚上9点钟测量。通过几天里测到的碱度数值，可以算出来每天消耗量的近似值。如果相邻两天的变化量不明显，那么可以隔一天或隔两天测量一次。我建议使用Salifert测试剂，它对碱度和钙的测量是值得信赖的。举个例子，在不使用其他钙和碱度补充手段时，连续四天测到的数值依次为8.3dKH、8.1dKH、7.8dKH、7.7dKH，那么平均每天消耗量为0.2dKH。如果每天的消耗量几乎看不出来，那我建议你暂时不需要使用钙反，而是采用偶尔添加石灰水的方法来补充钙和碱度。要利用好这个数值，还需要知道你的缸子的总水量，测算缸子的总水量时要排除活石所占的体积。比如我的主缸加底缸的容量是550升，但是由于放了活石，实际水量约在500升。 好，知道了每天的消耗量之后，我们就可以开始安装和调试钙反应器了。这个过程的大致步骤为： - 为CO2气瓶选择合适的位置。很多人对CO2气瓶怀有恐惧心理，包括我自己。其实想想，CO2气瓶与当初家里使用的煤气瓶没有多大区别。最重要的是使用正规厂家的气瓶、到正规厂家去灌装CO2气体，不要过量充气。CO2的临界温度是31.04摄氏度，临界压力是4.75Mpa（合72.85个标准大气压）。当环境温度升高时，气瓶内的压力也会逐渐变大。但气瓶能承受的压力都考虑了温度上升的因素，气瓶设计压力考虑的极限温度一般以温带地区45摄氏度为准。气瓶本身有安全装置，当压力过大时，气瓶本身的保护阀会弹出卸压，防止发生意外事故。在选择气瓶时，最好选择钢瓶，并要仔细检查瓶上的标记，以检查其出厂日期、设计压力等参数，以确定它是否是真正合格的CO2钢瓶，还要检查其外观是否整洁无瑕疵。灌装CO2时要严格按照要求，不能过量。选择气瓶安放的位置时，一定要选择避光通风、远离热源的地方，尽量保证环境温度不超过31摄氏度。所选位置还要便于把气瓶取出，因为气体用完之后要取出来充气。
- 在气瓶上安装电磁减压阀门。电磁减压阀门有两个作用，一是对气瓶直接输出的气体进行减压，二是可以实现定时控制CO2的输出。减压阀门上也有一个卸压阀，当气瓶内压力过大时，该阀门会弹开，自动进行气体释放。
（借用CPN商城的图片，原载于http://www.chinapet.net/shop/3142.html）阀门上有两个压力表，一个指示气瓶内的压力，另一个指示减压后的工作压力。电磁阀门上有继电器，通电的时候才会有气体输出，可以通过定时器或PH监测控制器来控制CO2的输出。安装电磁减压阀之前，请仔细阅读阀门的使用说明书，了解正确的安装和调节方法。安装好阀门后，先确认：减压调节旋钮为关闭状态、输出控制旋钮为关闭状态，而且电磁阀门没有通电。然后，轻轻打开CO2气瓶的阀门，慢慢调节减压阀上的减压控制旋钮，把工作压力调整到0.2MPa。然后关闭CO2气瓶的阀门，进行后续的工作。 - 把清洗干净的钙反应器放在合理的位置，位置选择要考虑到日后维护的方便性。如果钙反应器放置的位置不避光，建议用布或者锡箔纸包裹反应室，防止碳酸钙媒质表面长藻，影响其溶解。按照操作说明书装好碳酸钙媒质。媒质可以使用海水专用碳酸钙媒质产品（我用的是AB公司的产品），也可以用清洗干净的SPS骨，一定不要用工业用碳酸钙，因为其中含有太多杂质。如果能同时加入一些含镁的媒质更好，可以在补钙的时候同步提升镁的水平。先用干净的煮锅和RO水，大火把媒质煮30分钟，充分清除媒质表面的有机物，然后用常温RO水冲洗一下，再放入反应器中。安装好PH监测表、进水管、出水管、进气管以及排气管，在进气管的另一端接止逆阀（注意它的方向）。这时可以把海水注入反应室，进行通电试验，检查几个事项：1）是否可以顺利地进水、出水与吸气；2）反应室上部集聚了气体后，排气管能否把气体排出来；3）计泡器是否能计泡（水位应该在计泡器总高度的2/3位置；4）堵住止逆阀与气瓶连接的一端，模仿气瓶停止供气的情形，查看止逆阀是否能正常工作。
- 虽然反应器本身通过高速水流实现了负压自吸入水，但我还是建议使用额外的滴定泵供水。在我介绍硝酸盐去除器的使用方法时，提到了为什么要使用滴定泵，所说的内容在这里同样适用。使用滴定泵之后比较容易调节出水流量，我使用的还是浙江西山泵业的DZ系列滴定泵。如果没有滴定泵，可以用套接在出水管上的调节阀门。在没有最终确定合适的出水量之前，先把出水速度调节到每秒1滴。
- 接下来用气管把止逆阀与电磁减压阀门的气体输出口连接。启动钙反应器，让它正常运行。然后打开CO2气瓶的阀门，并给电磁减压阀门供电。轻轻调节电磁阀门上的输出调节旋钮，让CO2通过气管和止逆阀进入计泡器，每秒1个气泡。观察反应器上的PH表，读数应该逐渐下降，经过30分钟后应该稳定在某个数值上，比如6.2。如果PH高于6.5，则加大每秒的CO2气泡数；如果PH低于6.0，则增加出水的每秒水滴数。加以调整后，等待PH稳定在6.0~6.5之间的一个数值上。此时，收集一部分钙反出水的水样，并用Salifert测量出水的碱度（一般情况下，出水碱度会非常高，因此建议先用RO水稀释水样，再测量碱度，这样可以节省测试剂）。如果出水的碱度低于30dKH，甚至只比主缸高一点儿，则可能存在的问题及其解决方案有：1）输入CO2过慢导致反应室里的PH未降到足够低。解决方案是加快每秒的CO2气泡数，让PH降得更低；2）反应室PH已经低于6.0，可能的原因是反应室中的媒质有问题或媒质表面不干净，解决方案是更换高质量的碳酸钙媒质。如果出水碱度非常高（比如高于80dKH），则应该降低每秒的CO2气泡数（实际上，除非PH过低，否则不会出现这种情况）。气泡数减少后，PH可能会升高，没关系，只要出水的KH保证在40dKH以上即可。为了防止媒质不纯净，还可以测量出水中的NO3和PO4，这两个数值都不应该高于主缸。到此为止，基本的设备测试算是完成了，暂时切断电磁减压阀门的供电，我们进行后面的系统调整工作。
- 先要确定钙反每天的有效运行时间，然后测算钙反出水速度。钙反的循环泵和入水/出水应该一直保持运行。这里所说的有效运行时间指的是提供CO2的时间，只有这段时间里出水才是有助于提升碱度的。我不建议一天24小时都给钙反提供CO2。钙反出水中含有较多的溶解态CO2，会拉低主缸的PH值。在一天的任何时间里，主缸的PH都不能低于7.8，最好在8.0以上。在灯光全开的时候，由于珊瑚和藻类的光合作用旺盛，会消耗掉大量CO2，即使钙反引入了较多CO2，也不会造成很大的影响。但是在灯光关闭的时候，生物的代谢本来就要产生CO2，再加上钙反的影响，会使得水里的CO2过高，可能把PH降到7.8以下。所以，我建议使用定时器来控制CO2的供给时间而不是用PH监控表来控制，或者两者同时使用也可以。我的灯光分为蓝灯和白灯，我把CO2供给时间设置为与白灯的开灯时间一致（用一个定时器来控制气瓶电磁减压阀门的电磁阀）。假设钙反有效运行时间是T、前面测到的每日碱度消耗量为D、前面测到的钙反在PH稳定后的出水碱度为K、主缸系统总水量为V，我们可以计算钙反出水速度应该为：V*D/(T*K)。以水量V=500升、每日消耗碱度D=0.2dKH、钙反出水碱度K=40dKH、有效运行时间为T=8小时为例，钙反每分钟出水量应该为52ml/min。如果算出的流速很小（比如每分钟2ml），那么我建议缩短有效运行时间从而加大流速，因为流速越小越不容易精确控制。反过来说，如果算出的流速超过了你的滴定泵的最大速度，就要换一个更大的泵，或者适当延长有效工作时间（比如增加到与蓝灯周期同步）。若是还不行的话，就要增加其它的钙与碱度补充手段（比如石灰水、AB补充剂），而不是仅仅依赖于钙反。如果你的缸子在光照周期内PH比较高，比如达到8.4以上，建议把有效运行时间设置为与光照周期一样，通过改变出水流速来适应每日消耗量。钙反出水中的CO2可以适当中和光照周期中PH的升高。
- 按照刚才计算出的流速，对钙反出水速度进行设置。能够调整得精确当然好，如果有些误差也是可以的，可以通过反应器中PH的调整或有效运行时间的调整来弥补流速设置的误差。
- 钙反出水速度重新设置后，要重新给电磁减压阀门供电，从而启动CO2输出。由于钙反出水速度发生变化，反应室中的PH会发生改变。此时要调整电磁减压阀门上的CO2输出调节旋钮，增加或减少每秒的气泡数，使得PH回到第5步中稳定下来的数值上并重新稳定，然后切断电磁阀电源，关闭CO2输出。
- 此时就可以为电磁减压阀门安装定时器了。开始的时候不能按照全部的有效工作时间来运行。为了防止对珊瑚的冲击，钙反上线过程应该是逐步地进行。第一天可以把运行时间设置为1小时，以后每天增加1小时，直到完全达到有效运行时间。运行时间应分布在光照周期中间点的两侧。每天CO2开始供应后，钙反内的PH逐渐下降，然后稳定在一个数值上。CO2停止供应后，PH又逐渐上升，然后也保持在某个数值附近。通过PH读数，可以很直观地了解钙反应器是否在稳定地运行。
- 钙反系统正式运行后，还要评估运行效果是否满足了系统的每日消耗。如果有欠缺但缺口不大，可以适当加长有效运行时间，或增大出水流量（出水加快之后，要适当增加每秒的CO2气泡，保持反应室内的PH不变)，但是这种调整应把握一个原则：不能让主缸的PH低于7.8。如果超过了每日的需求量，则减少有效运行时间，或减小出水速度（同理也要适当减少每秒气泡数）。这两种调整中，以改变有效运行时间最好用，简单直观。但是在有效运行时间已经接近于光照时间长度时而不便于再增加时，我建议调整流量，或者两者一起使用。
- 在灯光强度改变或增加/减少珊瑚数量时，钙和碱度的每日需求量会改变，随着珊瑚的生长，需求量也会经常改变。所以，每周都应检查钙和碱度的水平，然后根据情况决定是否需要调整钙反运行状态，或者用其他补充方法进行调整。
使用钙反带来的主要问题是主缸PH的下降。在每日补充量不大的情况下，这个问题不重要。当钙和碱度的需求量大的时候，完全依赖钙反就可能产生比较明显的后果。解决这个问题，Holmes-Farley先生在他的若干文章中都给出了一些建议，比如使用双筒结构的钙反应器（提升出水的PH）、补充石灰水（抵消PH的降低）、加强水体的通气（排出过量的CO2）等，每个人可以选择最合适的方法来实施。 钙反与其他设备一样，有利有弊，关键是使用时如何扬长避短。用得好的话，对于钙和碱度需求量不是非常强的缸子，还是非常行之有效的设备。因为它平时维护量很少，可以说很省心。我安装了钙反之后，所要做的事情就是每天看看PH表的数值变化、检查一下接头处是否有漏水、碳酸钙媒质的消耗情况等，我非常喜欢这个系统。
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珊海观
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