Всерьез занявшись пресноводным растительным аквариумом, натуралист непременно задумается о введении в емкость углекислого газа. Этот вопрос широко обсуждается в сообществе любителей живой природы, предлагаются различные идеи, каждый пытается что-нибудь соорудить. Целью данной статьи является раскрытие основных методов введения CO₂ в аквариум и причин, которые побуждают к этому.

Зачем подавать CO₂ в аквариум?

Углекислый газ выделяется живыми организмами при дыхании. Являясь продуктом метаболизма, он закисляет среду, вызывает удушье и другие нарушения у рыб. По этой причине следует удалять CO₂ из водной среды так быстро, как это возможно. Это утверждение справедливо и к условиям растительного аквариума, с одной оговоркой. Дело в том, что растения используют CO₂ для роста. В ходе фотосинтеза протекает следующая реакция образования глюкозы:
6CO₂ + 6H₂O => C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Таким образом, аккумулируя энергию солнца, молекулы CO₂ и воды, растения выделяют глюкозу и кислород.
В условиях рыхлой посадки и слабой освещенности, для развития растениям хватает того углекислого газа, который проникает из атмосферы и/или выделяется гидробионтами (концентрация 6-7 мг/л). Однако, когда аквариумист решает повысить интенсивность освещения, происходит бурный рост растительной массы, которой для осуществления фотосинтеза требуется все больше углекислоты. Подача этого газа позволяет восполнить его недостаток и обеспечить сверхнормативный прирост растительной биомассы.

Как сделать генератор углекислого газа?

Существуют различные методы получения CO₂. В наиболее общем виде, их можно разделить на химический и биологический. Нередко аквариумист приобретает баллонную систему и не утруждает себя созданием генератора.

1. В реакторах химического синтеза для получения углекислого газа на твердые вещества воздействуют растворами кислот и щелочей.

Наиболее популярны следующие компоненты и реакции:
CaCO₃ (мел, известняк) + CH₃COOH (уксусная кислота) => (CH₃COO)₂Ca + CO₂ + H₂O
Скорость реакции зависит от концентрации карбоната кальция в меле или известняке, плотности и пористости минерала.
NaHCO₃ (сода) + CH₃COOH (уксусная кислота) => CH₃COONa + CO₂ + H₂O
NaHCO₃ (сода) + HOOC-CH₂-(OH-)C(-COOH)-CH₂-COOH (лимонная кислота) => NaOOC-CH₂-(OH-)C(-COONa)-CH₂-COONa + CO₂ + H₂O

В редких случаях используют неорганические кислоты (HCl, H₂SO₄, HNO₃).
Среди химических генераторов, нашедших применение в аквариумном растениеводстве, можно выделить гейзеры и модификации аппарата Киппа [1].

Гейзеры представляют собой генераторы на сухих порошках. Кристаллическая лимонная кислота и сода заранее смешаны, а реакция инициируется парами или по капельным добавлением воды [2].

Первые гейзеры состояли из небольшого пузырька из под лекарств и крышки, в которую герметично вставлялся распылитель. Выделяя 1-2 пузырька в секунду, они полностью погружались под воду и могли работать до 8-10 часов без перезарядки. Собственно, название «гейзер» дано за схожесть пузырящего генератора с подводным холмистым гейзером.

Позднее, конструкцию дорабатывали, а название «гейзер» закрепилось за всеми подводными генераторами. Их преимуществом является относительная стабильность при начальной стабильной влажности. Производительность гейзеров зависит от начального объема загрузки, однако на продолжительность работы это не повлияет.

Улучшенные версии имеют увлажненный материал на дне, а за ним следует слой реагента. Таким образом, вода поступает под смесь и в процессе реакции размывает непроницаемую корку, которая имеет тенденцию образовываться на поверхности реагентов.

Модификации аппарата Киппа в качестве генераторов со2

— состоят из серии емкостей, расположенных вне аквариума. К ним относятся, в частности, генераторы, лимитированные давлением [«Юрия-TPV», 3]. Эти аппараты включают две пластиковые бутылки с разведенными реагентами и трубки с клапанами. Начало реакции инициируется сдавливанием бутылки с кислотой (100 мл воды/50 г лимонной кислоты), при этом кислота начинает перетекать в емкость с содой (100 мл воды/60 г пищевой соды). Интенсивное газообразование приводит к возрастанию давления в системе. Когда давление в двух емкостях выравнивается, поступление кислоты прекращается. Клапаны генератора располагаются таким образом, чтобы при падении давления в бутылке с раствором соды возобновилось поступление кислоты. В свою очередь, утечка углекислого газа в аквариум опосредует это падение.

Тонкая регулировка потока CO₂ осуществляется на выходе к счетчику капель. При 12 часовом режиме работы 1-2 пузырька в секунду одной заправки хватает на 2-3 недели.

Сложности создания герметичной системы новичками привели к возникновению генератора без клапанов. Он функционирует на том же принципе с отрицательной обратной связью, когда снижение давления в емкости с содой и возникающее разряжение, нагнетают разбавленную лимонную кислоту из второй бутылки. В этом исполнении сода может быть сухой.

 

Системы со2 с биологическим генератором

— включают культуру дрожжей и субстрат для сбраживания. Они состоят из емкости реактора и емкости для очистки углекислого газа. В 2 литровый реактор помещается 2 стакана сахара, 1 чайная ложка пищевой соды и 0.5 чайной ложки дрожжей. От его верхней части во вторую емкость тянется трубка и своим концом погружается под воду.

Обычно образование пузырьков начинается через 12 часов. Если они отсутствуют, нарушена герметичность системы, либо дрожжи испортились. Данный генератор работает без перезаправки до 14 дней. Одной бутылки реактора хватает на 50 литровый растительный аквариум.

Некоторые аквариумисты убивают двух зайцев, когда в качестве реактора подключают емкость с сахарной брагой. Таким образом, выделяющийся в ходе спиртового брожения углекислый газ, используется растениями, а «конечный продукт» реакции — самим самогонщиком.

Система со2 с баллонами

В больших аквариумах (от 300 литров) имеет смысл приобрести систему со сжиженным газом. Она состоит из баллона с углекислотой, редуктора, двух манометров, игольчатого и соленоидного клапана, и позволяет несколько месяцев снабжать растения газом. Один из манометров и редуктор служат для контроля и регулировки давления в баллоне, а второй манометр, игольчатый и соленоидный клапана – для контроля и тонкой регулировки поступающего в аквариум углекислого газа. Иногда система имеет камеру для подсчета пузырьков выходящего CO₂. Её лучше наполнить маслом, потому что вода быстро испаряется.

Чем распылять CO₂ в аквариуме?

Углекислый газ можно распылять керамическими/стеклянными, ивовыми, березовыми диффузорами. Керамо-стеклянный диффузор состоит из пористого керамического диска и стеклянного каркаса. При выборе необходимо стремиться сделать пузырьки как можно мельче, потому что это увеличит контакт жидкости с газом и, следовательно, эффективность растворения CO₂.

Проточный инжектор CO₂
Подачу углекислого газа удобно проводить через проточный инжектор. Он устанавливается на возвратную линию от внешнего фильтра. Инжектор состоит из цилиндрической трубки с двумя концевыми патрубками для подключения шлангов и разъема для подачи CO₂. Иногда в трубку помещают наполнитель, но это необязательно. Инжектор должен располагаться вертикально, таким образом, чтобы поток пузырьков газа двигался против движения воды. Это обеспечивает практически 100% растворение углекислоты.

Пузырьковая лестница
Иногда вместо распылителя в аквариум устанавливают, так называемую, лестницу для пузырьков. Она включает серию камер, заключенных в пластмассовый корпус. Пузырьки углекислого газа подаются в нижнюю часть лестницы и постепенно перемещаются по ступенькам. Таким образом, возрастает время их контакта с водой.

Сколько подавать углекислого газа для моего аквариума?

Потребности в CO₂ определяют следующим образом. Подача углекислого газа всегда приводит к снижению pH воды, поэтому, зная буферные свойства воды и pH, можно рассчитать необходимую концентрацию CO₂. Буферные свойства воды зависят от её карбонатной жесткости (KH). Обычно требуется 20-40 мг/л углекислого газа. По следующей таблице можно рассчитать необходимую концентрацию CO₂ [4]:

pH KH	6.0	6.1	6.2	6.3	6.4	6.5	6.6	6.7	6.8	6.9	7.0	7.1	7.2	7.3	7.4	7.5	7.6	7.7	7.8	7.9	8.0
1	30	24	19	16	12	10	8	6	5	4	3	3	2	2	2	1	1	1	1	1	1
2	60	48	38	31	24	19	16	12	10	8	6	5	4	4	3	2	2	2	1	1	1
3	90	72	57	46	36	29	23	18	15	12	9	8	6	5	4	3	3	2	2	2	1
4	120	96	76	61	48	38	31	24	20	16	12	10	8	7	5	4	4	3	2	2	2
5	150	120	95	76	60	48	38	30	24	19	15	12	10	8	6	5	4	3	3	2	2
6	180	143	114	91	72	57	46	36	29	23	18	15	12	10	8	6	5	4	3	3	2
7	210	167	133	106	84	67	53	42	34	27	21	17	14	11	9	7	6	5	4	3	3
8	240	191	152	121	96	76	61	48	39	31	24	20	16	13	10	8	7	5	4	4	3
9	270	215	171	136	108	86	68	54	43	34	27	22	18	14	11	9	7	6	5	4	3
10	300	239	190	151	120	95	76	60	48	38	30	24	19	16	12	10	8	6	5	4	4
11	330	263	209	166	132	105	83	66	53	42	33	27	21	17	14	11	9	7	6	5	4
12	360	286	228	181	144	114	91	72	58	46	36	29	23	19	15	12	10	8	6	5	4
13	390	310	247	196	156	124	98	78	62	50	39	31	25	20	16	13	10	8	7	5	4
14	420	334	266	211	168	133	106	84	67	53	42	34	27	22	17	14	11	9	7	6	5
15	450	358	284	226	180	143	114	90	72	57	45	36	29	23	18	15	12	9	8	6	5
16	480	382	303	241	192	152	121	96	77	61	48	39	31	25	20	16	13	10	8	7	5
17	510	406	322	256	204	162	129	102	81	65	51	41	33	26	21	17	13	11	9	7	6
18	540	429	341	271	215	171	136	108	86	68	54	43	35	28	22	18	14	11	9	7	6
19	570	453	360	286	227	181	144	114	91	72	57	46	36	29	23	19	15	12	10	8	6
20	600	477	379	301	239	190	151	120	96	76	60	48	38	31	24	19	16	12	10	8	7

——
1. www.ntpo.com/sekrety-tehnologiy/domashnemu-masteru/7398-samodelnyj-apparat-kipa-podacha-so2-v-akvarium.html
2. www.forum.aquastatus.ru/viewtopic.php?p=166241#p166241
3. https://www.forum.aquastatus.ru/viewtopic.php?f=33&t=8343#p159704
4. https://www.aquariumadvice.com/beginners-guide-to-co2-injection-in-the-planted-tank/
5. https://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=100619

---

Статья проверена 1 читателем (07.06.2016)

---