pH og saltvannsakvaristikk

Hva er pH?

Tenk på pH som en konsentrasjon (altså mengde) av H⁺ i vannet. Altså hvor mange hydrogenioner det er i vannet. Jo flere hydrogenioner i vannet, jo lavere pH. Jo færre hydrogenioner, jo høyere pH. I helt rent vann er pH =7. Denne løsningen kaller vi en nøytral løsning. Er løsningen over 7, dvs. færre hydrogenioner, er løsningen basisk, og er den under 7 kaller vi løsningen "sur". Sjøvann er altså noe basisk med en pH på 8,0-8,3. pH-skalaen strekker seg fra 0 til 14. 

Det er en faktor som gjør pH-begrepet litt "tricky". Nemlig at pH er matematisk korrelert til en logaritmisk skala med negativt fortegn! (pH=-log[H⁺]). Uten å dvele for mye med matematikkens finurligheter, kan man kort si at en logaritmisk skala betyr at man må gange med 10 for hver pH-verdi som økes. M.a.o. inneholder en løsning med pH på 6 ti ganger så mange hydrogenioner som en løsning med pH på 7. Tilsvarende inneholder en løsning med pH på 8 ti ganger færre hydrogenioner som den på 7. Spranget fra en pH på 8 til 6 er altså på 100 ganger flere hydrogenioner og utgjør altså betydelig mengder med H⁺ og ikke bare 2 som er pH-differansen mellom 8 og 6. Som konklusjon kan man si at en liten forskjell i pH, utgjør enorme forskjeller i endring av hydrogenione-konsentrasjonen i løsningen. Det må også nevnes at stabil pH er lettest å få til i et korallrevsakvarie der man har en god alkalinitet (7-11 dHK). Ellers er det fare for alvorlige og raske pH-fall. Mer om det senere.

Hvorfor bry seg om pH i et korallrevsakvarie?

pH i korallrevsakvariet opptar en hver innen saltvannsakvariestikken. Ikke sjeldent leser man på forumer om saltvannsakvariestikk om akvarister som sliter med å har riktig pH i akvariet. Vi vet at det er viktig å holde en noenlunde riktig pH da avvik kan føre til mistrivsel og død av fisker og andre dyr i akvariet. pH-avvik kan også påvirke hvorledes kobber og nikkel samt andre tungmetaller kan virke giftig på enkelte dyr i akvariet. Ikke minst er pH viktig i forhold til dannelse av skjelettet til koraller, den såkalt kalsifiseringen. Korallene bygger opp skjellettet sitt ved at kalsium binder seg til karbonat i vannet. Jo lavere pH i vannet, jo dårligere skjer denne forbindelsen, jo dårligere skjelettdannelse. Mens enda lavere verdier vil løsne vevet fra skjellettet til korallene og dermed vil korallen dø. Fisk synes å bli stresset ved lave pH-verdier ned mot 7,3.

Hva er optimal pH?

Hva den optimale pH skal være er noe vanskelig å svare på. Årsaken ligger i at noen organismer har det optimalt på en viss pH-verdi, mens andre på en litt annen verdi. I et korallrevsakvarie derimot setter man jo disse dyrene ofte sammen, og da må man finne den gylne middelvei. På korallrevene i verden i dag finner man en pH-variasjon fra ca 8,0 til 8,3. Enkelte laguner på atoller kan ligge både lavere og høyere enn dette også. Som en hovedregel i akvariet kan man anbefale en verdi mellom 7,8 og 8,5, men helst omkring 8,1-8,3.

For at man skal kunne si at verdier i ytterkant av ovennevnte grenser (7,8-8,5) er ok, er det innbakt 3 forutsetninger nevnt under:

Sammenhengen mellom pH og CO₂ i akvarievannet

Tenk på CO2 som en syre (et stoff med mye H⁺-ioner) – dvs. at pH faller. Dette er en grei huskeregel. Jo mer CO₂, jo lavere pH. Jo mindre av CO₂, jo høyere pH. Årsaken til dette skyldes følgende formel:

CO₂       +             H₂O     ®        H₂CO₃

Karbondioksid                  Vann                        Karbonsyre

Med andre ord danner CO₂  og vann karbonsyre. Karbonsyren frigir så H⁺-ioner:

  H₂CO₃             ®            H⁺            + HCO₃^-

  H⁺-mengden øker og dermed faller altså pH.

Hvorfor endrer pH seg i akvariet fra dag til natt?

Årsaken til døgnvariasjon i pH i et korallrevsakvarium skyldes 2 prosesser hos dyrene. For det første så skjer det en fotosyntese som ivaretas av zooxanthellene. I denne prosessen skjer det forbruk av CO₂. Fotosyntesen er altså at CO2 og vann reagerer sammen under hjelp av lys. Dermed dannes sukker og oksygen.

6CO₂    +             6H₂O            ®            C₆H₁₂O₆           +             6O₂

Karbondioksid                Vann                      Lys                    Sukker                                         Oksygen

Jo lavere CO₂ i vannet, jo høyere pH. På den annen side er fotosyntesen lyskrevende og skjer derfor kun på dagtid. På natten hvor lyset er slukket skjer det ingen fotosyntese. Alle dyrene som lever i akvariet forbruker energi på å leve og puste og et av biproduktene som vil hope seg opp er CO₂. Nå skjer altså det motsatte:

C₆H₁₂O₆             +             6O₂                ®                6CO₂                +             6H₂O            +             energi

På natten vil altså pH falle pga økt CO₂-innhold i vannet. Som konklusjon er altså pH i akvariet høyere på dagtid (opptil 0,5 pH enhet) enn om natten.

Hva gjør man hvis man har et pH-avvik i karet?

Aller først må man spørre seg om man har målt rett? Kalibrer evt pH-proben på nytt. Fås samme resultat? Er pH-kittet korrekt? Er det gått ut på dato? Sjekk opp mot et annet pH-kit hvis tvil. Ikke begynn å endre pH-verdien i karet før du vet at det er et reelt problem. Dette kan bare føre til større problemer.

For lav pH (<7,8) – årsak og tiltak

1. Lav pH pga bruk av kalkreaktor. Kalkreaktorene benytter seg av CO₂ (karbondioksid) som en syre som løser opp argonite-grus (korallgrus) i et lukket kammer fylt med denne grusen og saltvann. Man oppnår altså et kalsiumrikt vann i tillegg til at det frigis rikelig med karbonat som vil heve alkaliniteten. På denne måten tilføres karet både kalsium og alkalinitet. Ulempen er altså at CO₂ fås med på kjøpet og senker pH i vannet fra kalkreaktoren og dermed i karet. For å unngå dette må man gjøre følgende tiltak:

a) Justere CO₂ –mengden riktig. Enten ved en pH-probe eller ved dråpetelling. Se bruksanvisningen på kalkreaktoren.

b) Man kan i tillegg "lufte ut" vannet fra kalkreaktoren godt før det når karet igjen. Dette kan man gjøre ved at vannet renner over en kant eller at vannet får anledning til å renne i en sump over en hvis tid før det pumpes tilbake til karet. Man kan også bruke en luftestein nær utførselsgangen slik at CO₂ får luftet seg ut med boblene fra luftesteinen.

c) En tredje mulighet er at man i tillegg til en kalkreaktor bruker kalkvann. Enten som dryppemetode eller i form av en kalkvannsmikser. Da får man tilført rikelig med hydroksid-ioner (OH^-) som hever pH betraktelig. Dermed oppveies pH-fallet pga CO₂-tilførsel med kalkvannets hydroksid-ioner (OH^-).

2. Lav pH pga høyt innhold i romluften av CO₂. CO₂-mengden innendørs i nye og tette hus kan være betydelig økt og dermed spille inn på CO₂-mengden i vannet. Årsaken til ofte dobbelt så høyt CO2-nivå som utendørsluft skyldes at mennesker og dyr puster ut CO₂. I tillegg vil CO₂ dannes ved forbrenning i f.eks. ovner /peis. For å kompensere dette kan man åpne et vindu nær akvariet – i hvert fall på sommeren. Dette kan hjelpe betydelig. Man kan også føre et rør fra utendørs til luftinntaket på skummeren. Også her vil kalkvann være en nyttig måte å få høynet pH på. Andre muligheter er tilsetning av pH-bufferløsninger som inneholder mye karbonat. Dette må gis forsiktig da pH kan øke raskt og betydelig. Eksempel på dette er Saliferts pH/Kh-buffer.

3. Lav pH pga lav alkalinitet. Ved lav alkalinitet vil det foreligge lite bufferegenskap i vannet ved tilførsel av hydrogenioner / syrer som dagligdags skjer ved at levende organismer lever i vannet. Dermed vil det være fare for relativt raske og alvorlige pH-fall. Løsningen her er enkel: Tilsett mer buffer / alkalinitet.

4. Lav pH pga for dårlig skumming. Sørg for at man har en velfungerende skummer som kan skumme ut avfallsstoffene som fosfat og organiske syrer.

5. Lav pH pga dårlig sirkulasjon. For dårlig sirkulert vann vil gi liten avgang av CO2 fra vannet. Sørg for å ha minst 5-10 ganger vannvolumet i karet som sirkulerer pr. time.

Ved akutt fall i pH – hva gjør du da? Kan for eksempel skje hvis kalkreaktoren av en eller annen grunn har hengt seg opp. Her bør man handle raskt! Bruk luftesteiner og luft ut CO₂ fra vannet. God sirkulasjon i overflaten vil også bidra. Åpne opp et vindu. Bruk bordvifter over akvariets overflate. Man kan også tilsette mer buffer(for eksempel inntil alkaliniteten måles til 12-13), men med fare for at man får for høye pH- og alkalinitetsverdier i løpet av et par dagers tid. Vær i tilfelle moderat i tilsettingen!

For høy pH (>8,5) – årsak og tiltak

Hyppigste årsak er tilførsel av kalkvann. Viser til riktig bruk av kalkvann her. For evt. å senke pH der kalkvannet er årsaken til den høye pH, kan man tilsette CO₂. Dette kan gjøres ved å bruke kalkreaktoren hvis man har et slikt apparat. Vær forsiktig – overdosering kan være farlig. Man bør ha en pH-kontroller for sikkert å kunne bruke metoden. En annen litt spesiell metode (men som brukes av noen akvarister) er tilsetning av en eller annen organisk syre, for eksempel eddiksyre.  En siste mulighet er å bruke en annen type buffer. Går man over fra å bruke en buffer basert på mest karbonat til bikarbonat, vil pH etter hvert falle.

Ved akutt forhøyelse i pH – hva gjør du da? Dette kan skje ved for eksempel at man ved et uhell får masse kalkvann inn i karet i løpet av kort tid og pH rask har blitt over 9. Løsningen kan være å tilsette en syre, for eksempel eddiksyre (evt. også andre syrer er mulig å tilsette, men eddiksyre er velkjent og velprøvd). Husk å titrer deg frem. Tilsett noe eddik i et område med god sirkulasjon (ved en sirkulasjonspumpe) lengst vekk fra alle levende dyr som mulig. Fortynn gjerne eddiken i litt osmosevann/saltvann. Mål nye pH-verdier før du tilsetter ytterligere. Fortsett slik til pH har falt tilstrekkelig/akseptabelt.

Hvordan unngå å ha et kar med svært vekslende pH-verdier?

1. Sørg for god utluftning og sirkulasjon. Gjerne utendørsluft(som inneholderlite CO₂) i nærheten av skummerens luftinntak. Benytt evt. også en luftestein med utendørsluft. CO₂ luftes dermed bedre ut.
2. Tilsett kalkvann om natten. Kalkvannet oppveier mot CO₂ som produseres av dyrene om natten.
3. Fortrinnsvis tilsett også buffer og pH-forhøyende substanser nattestid av samme grunn som i pkt. 2.
4. Bruk kalkreaktoren kun på dagtid av samme grunn som i pkt. 2 da kalkreaktoren produserer en del CO₂. Sørg for at reaktoren er riktig innstilt og at CO₂ luftes godt ut før vannet når tilbake i hovedkaret.
5. Øk karbonat-alkaliniteten ved å tilføre buffer.
6. Øk bor-alkaliniteten ved for eksempel å tilføre buffer med borinnhold.
7. For å unngå for lav pH om natten kan man benytte seg av et refugium. Makroalger vil ta opp CO₂ fra vannet når de vokser. Ved å ha lys på refugiumet om natten (omvendt lystid enn i hovedkaret) vil pH-forandringene bli mindre.