Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla

Dla wszystkich typowo submersyjnych roślin wodnych występowanie w wodzie dwutlenku węgla w odpowiednich proporcjach i formie ma podstawowe znaczenie dla ich rozwoju.
W niewielkich akwariach z dużą ilością ryb zazwyczaj występuje zjawisko toksycznego działania CO2, natomiast w akwariach dużych tak zwanych „holenderskich” dokarmianie roślin CO2 jest niezbędne ponieważ, wodorowęglany stanowiące twardość węglanową są bardzo szybko rozkładane przez rośliny produkujące enzym anhydrazę wąglanową na jony Mg+, Ca+ oraz HCO3- i w tej formie dwutlenek węgla jest przez nie pobierany.
Jeżeli rozpatruje się CO2 jako bezwodnik kwasu węglowego to w roztworze wodnym ma on charakter kwaśny ponieważ prowadzi do zwiększenia zawartości protonów wodoru H+.
CO2 nazywany „kwasem Lewisa” dodany do wody prowadzi do wzrostu H+ jest więc w/g
teorii Lewisa kwasem.
W uproszczeniu – CO2 + H2O H+ + HCO3- .
CO2 wydychany przez ryby oraz uwalniany z rozkładu materii organicznej może występować w wodzie jako wolny CO2 oraz jako związany w formę kwasu węglowego jedno lub dwu zasadowego, przy czym reakcja wiązania i rozpadu H2CO3 pociąga za sobą zmianę stężenia w wodzie jonów H+ a zatem współczynnika pH i ma charakter dwukierunkowy
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- 2H+ + CO inaczej H+ + CO = HCO powoduje związanie jednego lub dwóch jonów wodoru i podwyższenie pH, natomiast wolny CO2 + H2O daje H+ + HCO – nadmiar jonów H+ .
Dla większości roślin wodnych najkorzystniejszą formą jest wolny CO2 jednak jego występowanie uzależnione jest od współczynnika pH .
W wodach alkalicznych CO2 wiąże się cząstkami OH- dając węglany HCO3- (kwas węglowy jednozasadowy) lub kwas węglowy dwuzasadowy H2CO3 dlatego też i w tym przypadku utrzymanie pH na poziomie poniżej 7 jest najkorzystniejsze.
Nieco inaczej z pobieraniem CO2 radzą sobie rośliny błotne, okresowo zalewane przez wodę na przykład żabienice, anubiasy, bolbitisy i nadwódki. Rośliny te przystosowane są do przyswajania CO2 zarówno z powietrza jak i z węglanów – przy pomocy enzymów oraz rozpuszczonego w wodzie dwutlenku węgla.
Dokarmiając rośliny CO2 należy jednocześnie pamiętać o dobrym natlenianiu wody poprzez stosowanie przewietrzacza nie tylko w nocy ale również w dzień.
Wzrost stężenia CO2 powyżej pewnej granicy powoduje zahamowanie procesu fotosyntezy oraz zmniejsza przenoszenie tlenu przez krew ryb.
W zaniedbanych i przerybionych akwariach nadmiar CO2 jest powodem tak zwanych nocnych śnięć ryb, zjawisko takie zdarzało się bardzo często w czasach kiedy urządzenia techniczne – przewietrzacze i pompy nie były tak sprawne jak obecnie.
Nawiasem mówiąc kiedy zaczynałem swoją przygodę z akwarystyką wiele prostych urządzeń trzeba było wykonać samemu !. Być może starsi akwaryści pamiętają jeszcze czasy ramowych, uszczelnianych kitem akwarii i produkowanych samemu brzęczyków oraz solnych grzałek.
Wracając do tematu – w wodach alkalicznych wolny CO2 nie występuje, jednak codzienne jego dozowanie stopniowo obniża współczynnik pH i zwykle na poziomie 6,5- 6,7 następuje jego stabilizacja. Dalszy spadek pH praktycznie się nie zdarza, ponieważ reakcje wiązania cząsteczek CO2 z jonem hydroniowym H3O+ (woda kwaśna) przebiegają w obie strony i w tym przypadku pociągają za sobą zmniejszenie stężenia H+ a zatem podniesienie pH.

Należy również pamiętać, że w akwarium jako środowisku wodnym aktywnym biologicznie CO2 zostaje w procesie fotosyntezy wchłaniany przez rośliny oraz glony a oddawany przez nie do środowiska tlen oraz jony H+ ulegają wiązaniu dając cząsteczkę wody.
Dwutlenek węgla jest również przyswajany zarówno w dzień jak i w nocy przez chemosyntezujące bakterie.
Ponadto wszystkie zachodzące w wodzie przemiany CO2 – biochemiczne, biologiczne i jonowe są powiązane z obiegiem azotu, fosforu oraz pozostałych minerałów i w prawidłowo prowadzonych akwariach trudno zaobserwować negatywne skutki dozowania dwutlenku węgla.

Jak podawać CO2 ?

Trudno jest określić optymalne dzienne porcje CO2 ponieważ zależy to od wielkości zbiornika, ilości i gatunków roślin i ryb, intensywności oświetlenia, temperatury (patrz fotosynteza), odczynu pH i twardości wody.
Dozowanie dwutlenku węgla najlepiej rozpocząć od mniejszych porcji i obserwować tempo wzrostu roślin oraz określonych gatunków glonów.
Orientacyjne dawki CO2 na każde 100 litrów wody zwykle mieszczą się w przedziale 20 – 50 mililitrów. Dwutlenek węgla dość szybko rozpuszcza się w wodzie – porcja 50 ml. „znika” w ciągu 4-5 godzin i dlatego zabieg dozowania przeprowadza się zwykle dwa razy dziennie – szybkość rozpuszczania zależna jest jeszcze od kształtu zbiorniczka na CO2 oraz jego umiejscowienia i szybkości przepływu wody w akwarium.
Pierwsze napełnienie zbiorniczków przeprowadza się po około dwóch godzinach po włączeniu światła a następne- kiedy zbiorniczki są puste. W godzinach wieczornych po okresie naświetlania roślin przez 10-12 godzin proces fotosyntezy znacznie spada i dalsze ich dokarmianie CO2 jest uzasadnione tylko w określonych przypadkach np. kwitnienie grzybieniowatych , trudności z utrzymaniem temperatury wody na właściwym poziomie w okresie lata.
Jako zbiorniki do CO2 stosuje się gotowe, dostępne w handlu dyfuzory lub wykonane samemu ze szkła lub odpowiednich tworzyw sztucznych o doświadczalnie dobranych dla własnych potrzeb kształtach i pojemnościach.
Stosowanie płaskich pojemników o dużej powierzchni styku gazu z wodą jest dobrym rozwiązaniem dla akwarii o bardzo bogatej obsadzie roślin ma jednak tą wadę, że gaz jest bardzo szybko rozpuszczany i zabieg dokarmiania roślin trzeba powtarzać nawet 3-4 razy dziennie.
Akwaryści zazwyczaj należą do ludzi „pomysłowych” o „żyłce” majsterkowicza i z tym problemem sobie poradzą.

Skąd brać CO2 ?

W handlu dostępne są gotowe pojemniki z CO2 jednak ich cena jest dość wysoka a pojemność niewielka dlatego też koszty uprawy podwodnego ogrodu mogą zniechęcić niektórych akwarystów.
No cóż – zawsze jest coś za coś!
Ja przyjąłem nieco inną strategię – jednorazowy wydatek i niskie koszty dwutlenku węgla na kilka lub kilkanaście lat.
Bez większego problemu można kupić używane butle CO2 stosowane do gazowania piwa lub wody mineralnej o różnych pojemnościach, takie butle wraz z reduktorami ciśnienia można odkupić w punktach napełniania gazów technicznych za niewielkie pieniądze – należy zwrócić jedynie uwagę na kończący się termin legalizacji butli- ten termin to 5 lat.
Najbardziej odpowiednia dla potrzeb domowego akwarium jest butla o pojemności 6-8 litrów,
którą można umieścić w szafce pod akwarium a raz napełniona w zależności od wielkości akwarium i ilości dozowania CO2 wystarczy na 2-3 lata.
Obecnie również w większych sklepach zoologicznych można kupić różnych pojemności butle CO2 wraz z reduktorem.

UWAGA – stosować tylko butle z ważną legalizacją i reduktorem – napełnione w autoryzowanych punktach napełniania gazów – gwarancja bezpieczeństwa użytkowania.
(chociaż CO2 nie jest gazem toksycznym – lżejszy od powietrza unosi się ).

Przyswajanie CO2 przez rośliny

Czytając uważnie wszystkie rozdziały temat dwutlenku węgla można uznać za zamknięty jednakże chciałbym jeszcze przypomnieć, że niedobór potasu utrudnia lub nawet uniemożliwia pobieranie CO2 , zwiększenie ilości potasu powoduje zwiększenie pobierania przez rośliny CO2 pod warunkiem dostatecznej ilości N, Ca, Fe, Cu, P, Mn i Mg oraz powiązania ze sobą wszystkich elementów jakości wody, oświetlenia, temperatury jak również ruchu wody w zbiorniku.

Fotografia wykonana z nad lustra wody – tak mogą wyglądać rośliny dokarmiane CO2, prawidłowo nawożone i oświetlone.