礁岩缸水质参数概论(三)

原文作者:Randy Holmes-Farley
原文标题:Reef Aquarium Water Parameters
原文连接:http://www.reefkeeping.com/issues/2004-05/rhf/index.php
刊号:reefkeeping [200405]


翻译:NETWARE
译文地址:

礁岩缸水质参数概论(三)
——作者:Randy Holmes-Farley

氨 +氢离子(酸) ßà 铵离子
铵被人为毒性较低的{wy}原因就是,作为一个带电分子,它比氨更难通过鱼类的鳃进入血液,而氨能很容易的就通过鳃的细胞膜,快速进入血液。
在pH较高的礁岩缸中,含有较少的H+,大部分氨都是以NH3形态存在,因此,一个氨总量固定的溶液中,毒性随着pH的升高而升高。这在鱼类的运输中是非常重要的,因为这种环境中氨的含量会达到有毒的浓度。
推荐参数简述:其他参数

硅带来了两个问题。如果在一个成熟的礁岩缸中硅藻丛生,就意味有一个大量的可溶硅源头,很可能是因为自来水。在这种情况下,净化自来水可以解决之。礁岩缸中硅藻多,那么测试剂就不能测量出真正的硅浓度,因为硅藻会马上消耗掉礁岩缸中的硅。
如果没有硅藻丛生的问题,那么我建议广大鱼友应该考虑添加可溶硅了。要问我为什么推荐添加可溶硅?主要是因为我们缸中的生物需要它,而许多礁岩缸中的硅浓度都低于自然海水的水平,因此礁岩缸中的海绵动物、软体动物和硅藻都无法摄取足够的硅来茁壮成长。
我建议添加硅酸钠溶液(分子式为Na2O•nSiO2,南方多称水玻璃,北方多称泡花碱——译者注),因为它是硅的一种易溶形态。我使用散装级的硅酸钠溶液(水玻璃),十分便宜。你能在商店里找到“水玻璃”,因为顾客都用它来腌制鸡蛋等。然而,如果你要化学上使用的硅酸钠就有点困难了(那是在国外,国内淘宝就有O(∩_∩)O哈哈~——译者注),我这里提供一个对个人销售的店址,十美元加上运费就够买100加仑(约378升——译者注)了,足够你添加150年了,所以开销根本不值一提。
基于我的添加经验,安全起见,1-2周添加1ppm的SiO2就可以了。这是根据我的礁岩缸在四天之内使用了这个剂量并且没有不良反应而得出的结论。当然,使用我推荐剂量的1/10并且慢慢增加添加量更好。如果你发现硅藻大量暴发,那么马上减少添加量。我是假定所有在我缸内添加的SiO2都被各种生物消耗了(海绵动物、硅藻等),但是可能我比你们有更多的海绵动物,因此你们可能更需要关心硅藻的情况。
我同时建议不时测量一下水中可溶硅的浓度,以防你们缸内对硅的需求大大少于我的缸。如果浓度开始上升并超过3ppm SiO2,即使没有硅藻出现,我也会减少添加剂量,因为这个浓度已经接近自然中表层海水中可溶硅的{zd0}浓度。有关添加剂量和方法的详细情况可以参见我的另外一篇文章。


我的礁岩缸目前并不添加碘,也不推荐各位鱼友添加。比起添加其它离子,添加碘要复杂得多,因为,它在自然中有大量的不同存在形态、鱼友往缸里添加碘的是具体什么形态、所有这些形态在礁岩缸里能互相转换以及目前可用的测试剂都只能测出部分形态的碘。这种复杂性,再加上一般的礁岩缸中的生物种类并不需要大量的碘,我建议没必要特意添加碘,而且盲目添加碘还会造成某些问题。
综上所述,我的意见是鱼友们不必使用任何添加剂和测试剂来维持缸内的碘浓度。
碘在大海中以多种多样的形态存在着,有机的和无机的,它们之间的碘循环非常复杂并且有待研究。大海中的无机碘数十年前已经被我们所了解,其中两种占支配地位的形态是碘酸盐(IO3-)和碘化物(I-)。这两种碘通常合计共占大约0.06ppm,在表层海水中,碘酸盐通常在0.04~0.06ppm之间,同样的,碘化物在 0.01~0.02ppm之间。
碘的有机形态以碘原子的共价键连接到一个碳原子,比如甲基碘,CH3I。这些有机形态的碘浓度仅为海洋学家所知。在一些沿岸地区,有机形态的碘可以占到总碘的40%,所以以前很多的认为有机形态碘微不足道的报告可能是错误的。
就我目前从学术论文中了解到的而言,在礁岩缸中利用到碘的主要生物是藻类(包括巨藻和微藻)。我通过对Caulerpa racemosa和Chaetomorpha sp.的实验得到结论,碘添加剂并不能增加我们经常在底缸内培育的巨藻的生长速度。.
{zh1},针对那些对使用碘添加剂感兴趣的人,我建议选择碘化物这一最合适的碘形态来进行添加。碘化物相对碘酸盐来说能更加迅速的被某些生物吸收,并且它能被目前的碘测试剂测量到(Seachem and Salifert)。
硝酸盐(NO3)

硝酸盐是鱼友们很关注的一个参数。其中的氮主要来源于食物,在很多海缸中,它足以让硝酸盐的含量上升到正常水平以上。10到20年前,许多鱼友只能通过换水来减少硝酸盐的含量,幸运的是,现在我们有许许多多的方法来让硝酸盐含量得到控制,再也无须象以前的鱼友那样伤脑筋了。
硝酸盐经常和藻类联系在一起,的确,包括硝酸盐在内的过量营养会加速藻类的生长。其他的一些水族小生物,比如腰鞭毛虫,也会由于过量硝酸盐和其他营养而快速生长。就目前的科学文献来看,一般水族箱中的硝酸盐浓度都不会达到特别有毒性的程度。然而,随着硝酸盐浓度的升高,珊瑚体内虫黄藻的生长也会急剧加快,反过来降低它们宿主——珊瑚的生长速度。
由于以上原因,大多数的鱼友都尽量降低硝酸盐的浓度,比较理想的数值在0.2ppm以下。当然,礁岩缸也能接受比这高得多的硝酸盐浓度(比如20ppm),不过会冒我以上提到的风险。
有很多方法可以减少硝酸盐,包括减少喂食、加大蛋分、养殖藻缸并定时收割、使用厚底沙、取出人工滤材、使用去硝器、使用去硫器、使用AZ-NO3添加剂、使用硝酸盐吸附剂、使用能吸附有机物的聚合物和碳。所有这些方法都在我的另一篇文章中有详述。
亚硝酸盐(NO2)

海水鱼友们关心的亚硝酸盐问题其实是由淡水鱼友那里继承来的。亚硝酸盐的毒性在海水中远没有在淡水中那么剧烈。鱼类通常能在超过100ppm亚硝酸盐浓度的海水中生存。除非将来有实验能表明亚硝酸盐对海水生物有很大的毒性,鱼友们无需对亚硝酸盐浓度太关注。对于新开的礁岩缸来说,跟踪测试一下亚硝酸盐浓度倒是可以让我们了解到缸内正在发生的生物化学反应,但在大多数情况下,我不建议在一个已经成熟的礁岩缸内再劳神去测试亚硝酸盐浓度了。


我的建议是在礁岩缸内维持锶的浓度在5~15ppm之间。这个区间跨越了锶在自然海水中8ppm的浓度值。我不建议鱼友们使用锶添加剂,除非你测试到锶浓度已经在5ppm以下。对大多数鱼友来说,测试锶浓度和使用锶添加剂都不是一项必需的工作。
在最近的一些测试中,我发现在我的礁岩缸中,在没有使用锶添加剂的情况下,锶浓度已经上升到高于自然界中的水平(接近15ppm,因为我使用了提高了锶浓度的Instant Ocean红十字海盐),我不希望我的缸中锶浓度再升高了。因此,在不清楚自己缸中锶浓度的情况下就盲目使用锶添加剂是不明智的。科学证据表明,一些生物需要锶,虽然这些生物大多数鱼友都不会去养殖,但是某些腹足类、头足类、放射虫类等也需要锶,对它们来说,过高的锶浓度显然是有毒性的。在一个已知的实例中,38ppm的锶浓度已经足以让某个种类的螃蟹(三叶真蟹)致命。尽管我们不知道{zj0}的锶浓度应该是多少,但是没有实证表明5~15ppm的锶浓度对海洋生物是有害的。{zh1}需要说明的是,许多资深鱼友通过他们的切身体会表示,锶低于自然界中的浓度会对我们饲养的珊瑚生长不利,但这并没有被证实过。
那么我们怎样才能将锶维持在正常的浓度呢?为了达到此目的,我们必须要有一种锶浓度测试方法。一些测试剂产品也许能帮我们完成测试,如果你没有这些测试剂,那么把你的海水样本寄一份到实验室也是一个合理选择。如果测试结果在5~15ppm之间,你无需做任何事。如果结果高于15ppm,那么{zh0}的解决办法就是换水,且使用不含有过多锶的海盐。如果结果低于5ppm,那么就使用锶添加剂。
总之,将锶控制在恰当浓度的{zh0}办法就是使用含有合适锶的海盐来进行日常换水工作。

ORP
我不推荐鱼友们尝试去“控制”ORP。
礁岩缸的氧化还原电位(ORP)是用来衡量海水的相对氧化能力的。ORP经常被推荐作为一个重要水质指标,同时一些公司出售相关产品(设备和化学药剂)用来控制ORP。许多推荐控制ORP的人使大家相信它是海水相对“纯净度”的指标,尽管这种说法从来没有被清楚地证明过。
ORP,就其核心概念来说,是非常非常复杂的。它可能是大家经常会遇到的一个最最复杂的海缸化学参数。无论在自然海水中还是在海缸中,ORP涉及到许多的未知的化学细节。它涉及到的过程是不均衡的反应,所以难以捉摸和预测。更让人泄气的是,在一个海缸中起作用的ORP控制药剂,未必适用于另一个礁岩缸或自然海水。
ORP在海缸中是一个有趣的用来衡量水的性质的指标。它能用来监测海缸中某些状况的发生,这些状况影响了ORP但却很难被其他的指标监测到。这些状况包括生物的死亡、有机物质的长期增加。监测ORP指标的鱼友会发现,当你增加通气,使用蛋分和碳的时候,通过ORP指标能观察到这些手段所带来的变化。
ORP的测量是很容易出偏差的。鱼友千万不要盲从{jd1}氧化还原电位读数,特别是最近都没有校准过ORP探头。相反的,ORP指标只有在经过一个长期的观察它的变化的过程中才能体现它的价值。
一些鱼友使用氧化剂来提高ORP。这些添加剂也许对一些海缸有益,但也并不能证明是ORP单独起了作用。我从未向我自己的缸中添加这些氧化剂。在缺乏令人信服的数据的情况下,这些添加剂对于我来说,潜在的危险比已经证明的或者假定的好处更大。


硼在海水缸中的重要性不是鱼友们会经常谈及的话题,尽管我们中的许多人每天都在添加碱的过程中一并引入了硼。事实上,在大多数谈及硼的文章中,都是生产硼的厂商在声称它有“缓冲”的作用。不幸的是,这些论述几乎都没有说明硼的量和它的具体效果,不管是正面的还是负面的。大体上说,在海缸中硼并没有重要到需要去特别留意。
其实硼在海水中对pH缓冲能力的贡献只有很小的一部分。它看来是某些生物的需要的营养,但是同时稍高的含量又会对其他生物产生毒性。
基于以上原因,我的建议是维持硼的浓度和自然海水接近,大约在4.4ppm,在大多数海缸中低于10ppm都是可以接受的,但是应尽力避免高于10ppm。使用Salifert硼测试剂来测量海缸中的硼含量是个不错的选择,其它的测试剂可能并不准确。

铁在大海中限制了浮游生物的生长,在礁岩缸中则限制了巨藻的生长。因为铁的供不应求和至关重要性,它也受到了xx和其它海水生物疯狂螯合作用的影响,因此,如果鱼友们的缸内巨藻泛滥,那么应该考虑添加铁。
在海缸中的铁含量是不容易测量的,而且也很难区别哪些形态的铁能参与生化反应,哪些不能。因此鱼友们也不必界定一个需要达到的浓度值,而应视情况决定添加与否。我们添加铁的原因就是它能抑制巨藻的生长,如果你并没有受到巨藻的侵扰,那就根本不必去监测或添加它。
定下需要添加的量是很容易的一件事,因为就我的经验看来,添加得过多也没事。据我推测,一旦你添加了足量的铁,多余部分也不会造成明显的危害(至少在我的缸内如是,也听闻其他鱼友同样如此)。我每次添加0.1~0.3mL的溶液,此溶液含有5g铁(相当于25g七水硫酸亚铁),混合到含有50.7g柠檬酸钠二水合物的250mL水中。目前我每周给我的200加仑缸添加一次。这种铁(II)柠檬酸溶液久而久之会变得褐色和浑浊,但是我仍使用它。
我至今还没有发现我的这种添加方法有什么负面作用,使用Kent的铁锰添加剂也是同样结果,我也没有听闻其他使用这种方法的鱼友出现问题。不过我并没有饲养所有的生物来做实验,所以如果你的缸出现负面影响,我建议你马上减少添加量或停止添加。
因为许多鱼友无法买到制作铁(II)柠檬酸的化学药剂,我建议大家去购买商家出售的成品铁添加剂,有很多价廉物美的成品供你选择。一些商家的成品添加剂,比如Kent家的产品,混合了锰与铁,这可能是因为有科学文献论证浮游生物也从水中吸收锰。我自己没有对锰做过实验,不过在你找不到纯铁添加剂的时候这也是个不错的选择。
我还要建议大家在使用铁添加剂的时候选择将铁螯合到有机分子的产品。淡水用铁添加剂有时并没有进行螯合,因为游离铁更容易在低pH的淡水缸中溶解。我不会在礁岩缸中使用这种产品。可能这种产品在礁岩缸中仍然有它的效用,因为很多的科学文献就在相关研究中在海水中使用游离铁,但是可能效果没有螯合铁好,因为游离铁可能会在xx发挥效用之前就出现沉淀。
在很多情况下,专为海水设计的铁添加剂产品都不会注明与铁进行螯合的是什么物质,这是为了保护他们的专有配方。我不知道这么做是否真有必要。和某些分子的强力螯合,会让铁很难被释放除非和它螯合的分子被xx分离,这样就降低了添加剂的效果,但我期望生产厂商已经避免在产品中混入这些分子。EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸盐和其它药剂会引起光化学降解,不停的释放少量的游离铁。据信这种游离铁就是很多生物真正能吸收的铁元素。Stephen Spotte 所著的”Captive Seawater Fishes”(圈养海生鱼类)一文对这种降解和吸收过程有更为详细的阐述。
应当指出,铁也可能是除了巨藻外其它很多生物的抑制素,包括低等藻类、xx(甚至致病菌)和硅藻。这些情况在我以前的一篇行文中有过讨论,如果你碰到这些情况,那么请减少添加量或停止使用铁添加剂。
总结
礁岩缸中的化学问题是最令鱼友们xx的事情,鱼友们监控着很多的化学参数,其中一些是成功的关键,另一些则无关痛痒。在那些关键的参数中,无论你拥有何种礁岩缸,尽管你仍需要监控表1中的其它参数,只有钙和碱度是需要定期补充的。将表1中的参数都保持在一个合理值的话,鱼友们就能在视觉享受和善待海洋生命的之间找到一个平衡。
下海快乐!



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