Co2-tilførsel og Co2 i forhold til andre ting

Forfatter: Jørgen Zachariassen
Oprettet: 20/11-2007 20/11-2007
Sidst redigeret: 19/11-2009 19/11-2009
Oprettet under: Akvariets kemi og biologi
 Del

Hjælp eller ikke-hjælp til fotosyntesen?
Fisk og planter er afhængige af hinanden i akvariet.
Planter producerer ilt og bruger kuldioxid (CO2, carbondioxid, kultveilte) i fotosyntesen, nemlig når de har lys:
Vand (H2O) + Kuldioxid (CO2) bliver ved hjælp af lys og klorofyl til Glukose (sukker/ næringsstof, C6H12O6) + Oxygen (ilt, O).

Hvis planterne gror dårligt, kan det skyldes manglende næringsstoffer i vandet, eller i bundlaget, hvor rødderne optager næringen. Det kan også skyldes manglende lys - eller manglende CO2.
Men lavt niveau af CO2 bliver ofte ikke så katastrofalt, som mange ellers tror. Det skyldes, at kulstoffet som en stærkt begrænset ressource i naturligt ferskvand findes både som kun lidt forekommende CO2 og som noget mere forekommende bikarbonat (HCO3-). Ca. halvdelen af alle akvarieplanter er sådan indrettet, at de kan udnytte den rigeligere bicarbonat, når der bliver mangel på CO2. Naturen er endda så fantastisk indrettet, at nogle akvarieplanter ved (for) lavt CO2-niveau om dagen kan genbruge den CO2 de selv har udåndet natten før.

Generelt gælder det, at de arter, som kan udnytte bicarbonatet og altså bedre kan undvære CO2, kommer fra områder med alkalisk (basisk) vand (pH 7 og derover, jf. tabellen senere).
Det drejer sig om bl.a. Ceratophyllum demersum, Chara, Egeria densa, Myriophyllum spicatum, Potamogeton crispus, P. lucens, P. pectinatus, Stratiotes aloides, Vallisneria spiralis.
Planter, som ikke kan udnytte bicarbonaten og derfor er mere afhængige af CO2 er vanskeligere planter at få til at gro: Callitriche cophocarpa, Ceratopteris, Echinodorus paniculatus og tenellus, Ludwigia natans, Myriophyllum brasiliensis og M. hippuroides og M. verticillatum, Riccia fluitans, Sphagnum cuspidatum.

Lysets betydning har man været klar over altid. At CO2-niveauet har betydning har man vidst længe. De sidste år har man så haft øgede tekniske muligheder for - stadigt billigere - at tilføre CO2 kunstigt til akvariet.
Personligt mener jeg, det hurtigt kan gå for vidt med de tekniske løsninger på problemerne med at få akvariets lille økologiske system til at balancere.
Men hvis man overvejer tilførsel af CO2 ved enten at købe sig frem, eller selv lave et lille anlæg - se under Akvariet/ Gør detselv - så er der nogle ting, man skal være opmærksom på.

For meget CO2 - til fare for fiskene
Man skal i alle tilfælde være opmærksom på, at selv om planterne giver sig til at vokse dejligt ved tilførsel af CO2, så er for meget af stoffet farligt for fiskene. I sig selv er CO2 ganske vist ikke egentlig giftig. Men alligevel er det problematisk, når denne luftart "afgasser" fra vandoverfladen (jf. nedenfor om forholdet til luft- og cirkulationspumpen).
CO2 er en luftart, der er tungere end atmosfærisk luft, derfor lægger den sig som det nederste lag i luften lige over vandoverfladen. Og så kan vandet optage mindre ilt fra den atmosfæriske luft, også selv om vandet cirkuleres. Hvis der er for meget CO2 i vandet, og fiskene står i overfladen for at få ilt, indånder de mest CO2 - og dør hurtigt af iltmangel.

Lys og CO2 godt for planterne - især samtidig
Mere lys giver mere plantevækst. Det gør mere CO2 også, for så skal planten ikke bruge så meget energi på at optage den CO2 der er, og så bliver der mere energi tilbage til at udnytte lyset og producere mere klorofyl.
Tilførsel af både mere lys og mere CO2 giver en ekstra kraftig plantevækst. Der bliver relativt færre "energiudgifter" til at absorbere lyset og assimilere CO2'en - jf. Tropica om disse sammenhænge. Man kan således til en vis grad vælge mellem lys og CO2 som middel til plantevækst, men begge dele samtidig giver langt det kraftigste resultat (vi forudsætter stadig, at det er netop plantevækst, man er interesseret i).

Nat og dag
Om natten, i mørke, går fotosyntesen i stå. I stedet ånder planterne, dvs. de bruger ilt og producerer CO2. Men planterne afgiver heldigvis mindre CO2 om natten end de optager om dagen. De har et netto-behov for CO2 og en netto-produktion af ilt - til glæde for både fisk, alle andre dyr, og mennesker.
Om natten er der derfor ingen grund til at tilføre CO2, planterne bruger den alligevel ikke.

Vandcirkulation og ilt-niveau
Planterne i akvariet skal foruden dekoration først og fremmest klare produktionen af ilt til fiskene - som dog også får ilt direkte fra vandet, fra den "opløste" ilt. For at fremme iltmængden i vandet, bruger vi ofte pumper til at cirkulere vandet, eller giver en direkte lufttilførsel (som i sig selv ikke giver en målelig mængde ilt, boblernes større overflade og bevægelse øger blot cirkulationen). Det er nemlig kun fra vandoverfladen, at vandet kan opsuge ilten - cirkulation øger størrelsen på den "effektive" overflade.

Om dagen vil kraftig tilførsel af luft ved cirkulation give risiko for, at planterne kommer til at lide af CO2-mangel. Og hvis der er et højt eksisterende CO2-niveau, vil yderligere tilførsel af CO2 ikke nytte noget, hvis pumpen kører for kraftigt.
Hvorfor? Den atmosfæriske luft indeholder selv kun meget lidt CO2, og kraftig tilførsel af luft til vandet vil uddrive den CO2 af vandet, som allerede er der (afgasning ved såkaldt luftligevægt). Den store bevægede overflade fungerer som det sted mellem den atmosfæriske luft og vandet i akvariet, hvor CO2 forsvinder og ilt optages.
Men omvendt kan man naturligvis sige, at når et kraftigt gennemluftet akvarium trækker CO2 ud af vandet, så er der ekstra brug for kunstig tilførsel af CO2 - så meget mere som søer mv. i naturen ofte tilføres meget store mængder CO2 ved de vandløb, der tilfører nyt vand, som i meget større grad end luften indeholder CO2.
Vandet kan principielt godt mættes med begge luftarter på samme tid. Blot skal man altså huske på, at CO2 forlader vandet meget hurtigere netop når vi prøvet at tilføre vandet ilt ved at holde overfladen i stadig bevægelse. Vi kender det fra sodavanden, som bliver doven, dvs. mister kulsyren (som er CO2 opløst i vand), når den står uden prop. Og når man ryster flasken, forsvinder kulsyren meget hurtigere.

Konklusion: Det vil være vanskeligt at opretholde en samtidig tilførsel af både ilt og CO2 i længere tid.
Det vil alt andet lige være fornuftig at tilføre CO2 om dagen ved lav vandcirkulation, og cirkulere vandet kraftigere om natten uden tilførsel af CO2.

CO2 og pH (surt-basisk vand) og dH (blødt-hårdt)
Tilførsel af CO2 er i sig selv, dvs. i første omgang, med til at holde pH-niveauet nede, dvs. gøre vandet mere surt. Det går slet ikke i et saltvandsakvarium, hvor pH ikke må være for lav, og kan være et problem også i ferskvandsakvarier, hvor mange i forvejen har en tendens til at få faldende pH-værdi med tiden (forsuring). Fiskenes fordøjelse og bakteriers forbrænding af kvælstof til nitrat giver med tiden mere syreholdigt vand - det er bl.a. derfor, man er nødt til somme tider at skifte vand.
Men hvis man så sørger for vandskiftene, og tingene iøvrigt går som de skal, vil tilførslen af CO2 dernæst få planterne til at vokse. Og da planterne er netto-forbrugere af syre, vil mere CO2 via plantevæksten betyde stigende pH lig et fald i syremængden.
Sammenhængen mellem CO2 og pH er dog også - meget - afhængig af, om vandet er blødt eller hårdt. Faktisk kan man bruge pH og dH (eller dKH) til at afgøre nogenlunde, hvor meget CO2, der er i vandet.
I "mellemhårdt" vand (dH = 10) vil CO2-indholdet ved pH 6 være 100 gange større (lig ca. 300 milligram CO2 pr. liter vand) end ved pH 8 (hvor der er ca. 3 milligram CO2 pr. liter).
Yderligere gælder det, at jo hårdere vand, jo højere pH skal man have for at få så lavt et CO2-indhold, at det ikke skader fiskene.

Konklusion: Kunstig tilførsel af CO2 er alt andet lige mest nødvendig, hvor pH er høj (vandet er basisk) OG dH er lav (vandet er blødt) - i basisk og blødt vand vokser planterne ofte dårligt. Hvis vandet omvendt er meget hårdt (dH fx lig 18 eller 20) og surt (pH fx lig 6), så er CO2-indholdet i forvejen så højt, at det er meget til skade for fiskene.
Der imellem er der et spillerum for at tilføre CO2 til glæde for planterne uden at skade fiskene!
Det er det grønne diagonale bånd i denne tabel, lånt fra Tropica.
Over diagonalen er der for meget CO2 til fiskene, og under er der for lidt til planterne.



Kilde og Copyright: Tropica.

Andre tabeller angiver lidt andre tal, hvordan det end kan være, for man skulle kunne regne sig til den tredie værdi ved at kende de to andre.
På en tysk ingeniørs hjemmeside, kan man selv få beregnet CO2 indholdet i sit akvarievand, hvis man kender pH og dH/ dKH - eller få beregnet pH eller dH/ dKH, hvis man kender den anden og CO2 indholdet.
Formlen er: CO2 = (°dKH / 2.8) * 10 ^(7,9 - pH)
Siden indeholder forøvrigt en guldgrube af tekniske/ kemiske/ matematiske oplysninger om akvaristik.

I løbet af døgnet vil pH-værdiet normalt stige lidt i løbet af dagen, efterhånden som planterne bruger CO2 - og falde igen i løbet af natten, når de selv producerer CO2. Hvis man har fisk, der er meget følsomme over for pH-ændringer, skal man derfor passe særlig på med hurtig, kraftig CO2-tilførsel. De aller fleste fisk kan tilpasse sig højere eller lavere pH-værdier, men ikke hvis ændringen sker pludselig.

CO2 og jern
Planterne har som sagt brug for lys til fotosyntesen, og hvis man øger mængden af CO2, skal man også øge mængden af lys i tid eller intensitet - hvis man da ikke i forvejen har haft for meget lys i forhold til mængden af CO2.
Når der er "ligevægt" af lys og CO2, men på lavere niveau end optimalt, vil tilsætning af CO2 virke ved, at det bliver muligt for lyset, i fotosyntesen, at udnytte mere af klorofylet, det grønne stof i planterne.
Men klorofylet i planterne forudsætter eller "lever af" jern, og når fotosyntesen (energien, plantevæksten) øges, bliver der mangel på det stof, klorofylet kræver, nemlig jern. Pas derfor på jernmangel, hvis du tilfører akvariet CO2!

Det var nogle af de overvejelser om kemiske balancer, man bør gøre sig, før man beslutter sig for at tilføre akvariet CO2.
Prøv først med færre fisk, mindre fodring, flere planter, ikke nogen kraftig vand-cirkulation, lidt mere lys, lidt jern-gødning såsnart plantevæksten (alligevel) begynder.

Kilder:
J.-E. Kjeldsen & J. Springborg: Akvarieteknik (1983).
Tropica.
D. Walstad: Ecology of the Planted Aquarium (1999).
Denne artikel er skrevet af:
Jørgen Zachariassen, zac@akvariesiden.dk