Автор Тема: Ещё раз о СО2...  (Прочитано 9569 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн kotok1980

  • Заслуженный оффтопер :)
  • Ветеран
  • Сообщений: 2806
  • Поблагодарили: 128
  • обследование зданий и сооружений. Пром.альпинизм
    • Просмотр профиля
Ещё раз о СО2...
« : 03 Март 2010, 20:18:37 »
co2 в аквариуме с растениями

Для хорошего роста растениям нужны четыре вещи:
- свет достаточной интенсивности, подходящего спектрального состава и длительности
- постоянная подача CO2
- питательные вещества и микроэлементы
- грунт с нужными свойствами.
o Каждый аквариумист должен понять - растения состоят из углерода [C] на 40-50% (сухого веса), а в аквариуме без подачи CO2 его количество настолько мало, что им просто негде взять основной строительный материал для своих клеток.
Растения используя световую энергию, кислород, углерод и водород осуществляют фотосинтез.
С помощью фотосинтеза углеводы, например глюкоза, получается из двуокиси углерода CO2 по реакции:
CO2 + 6 H2O + 674.000 кал ---> C6H12O6 + 6H2O
или CO2 + 2H2O --> [CH2O] + O2 + H2O
Как видно это невозможно без достаточного количества CO2.
По этой формуле также видно, что процесс фотосинтеза растений требует определенного уровня энергии света (~674,000 кал). Если свет недостаточно яркий, фотосинтез происходить не будет. При уровне освещенности близком к оптимальному, фотосинтез будет происходить все быстрее и быстрее.

Почему именно co2 ?
Растениям углерод доступен в двух формах: газообразной в виде оксида углерода [CO2], и растворенной в воде как бикарбонат [HCO3-]. Растения предпочитают потреблять CO2 не из бикарбоната, а как чистый CO2 без больших энергетических затрат, кроме того многие растения не могут напрямую утилизировать бикарбонат для фотосинтеза. Растворенный в воде оксид углерода (CO2 - углекислый газ) дает растениям самый лучший и наиболее легко ассимилируемый источник углерода.

co2 и кислород
Вопреки распространенному заблуждению, углекислый газ не вытесняет из воды кислород и не ограничивает его доступность для дыхания рыб - они успешно сосуществуют. Наоборот - благодаря хорошему росту растений концентрация кислорода днем, когда растения активно фотосинтезируют, достигает 11 мг/л, что намного выше 100% границы насыщения при температуре воды 24С, и к утру падает только до 8,0 мг/л. Для нормальной жизнедеятельности рыб достаточна концентрация растворенного кислорода в воде 5 мг/л (насыщение 60%).

Баланс света и co2
Интенсивность освещения и подача CO2 должны соответствовать друг другу.
Слишком много света без соответствующей подачи CO2 приносит растениям только вред. Для фотосинтеза растений не всегда нужно очень много CO2, что видно из формулы фотосинтеза: 6 CO2 + 12 H2O --> C6H12O6 + 6 H2O. При этом растения могут выделять кислород (активно фотосинтезировать) даже БЕЗ поступления питательных веществ! Это не может продолжаться долго. Растения становятся все более слабыми несмотря на активный фотосинтез. При этом потребление ими фосфатов и азота из воды уменьшается, а этим сразу воспользуются водоросли.
Если много света но недостаточно CO2, растения не будут активно расти и появятся водоросли. Вносимые жидкие удобрения еще больше усугубят проблему. С другой стороны если недостаточно света, а CO2 подается много, растения не потребляют CO2 и его концентрация может превысить допустимый предел став токсичной для рыб и беспозвоночных (>30мг/л). Некоторые растения более светолюбивые чем другие, например длинностебельные с очень тонкими листьями. Требуя больше света они, соответственно, требуют и большей подачи CO2 !Нет сложных и простых растений, просто есть светолюбивые и тенелюбивые - кроме разного необходимого количества света и CO2 они ничем не отличаются. Следует с самого начала создания определить мощность флуоресцентных ламп (от 0,5 до 1 ватт/литр) и подачу CO2, чтобы в последующем эти факторы не уменьшали рост растений - будет проще определение их потребности в других питательных веществах.

Сколько подавать co2
Как сделать pH и насыщение воды CO2 идеальными для растений? Сделать в аквариуме KH=min.4 градуса, и отрегулировать подачу CO2 так, чтобы pH установился на уровне 6,8 утром и 7,2 вечером - в результате средняя концентрация CO2 будет ~15-30мг/л.
pH и KH это то что каждому, кто держит аквариум с растениями абсолютно необходимо понимать. Это два взаимосвязанных понятия.
pH это мера кислотности воды (acidity). Ее определяет негативный логарифм количества гидроксидных ионов (H+) в воде - чем их больше, тем ниже pH. pH реакция воды может быть кислой (мене 7,0), нейтральной (pH=7,0) или щелочной (pH>7.0).
Карбонатная жесткость kН это мера щелочности воды. KH указывает на способность удерживать pH на определенном уровне, то есть является показателем буферных свойств воды. Она постоянно изменяется, поэтому ее называют временной жесткостью. Значение KH это количество бикарбонатов [HCO3-] в воде, которые нейтрализуют действие постоянно образующихся в аквариуме кислот, например нитратов, понижающих pH, удерживая тем самым pH от понижения. Соответственно чем больше бикарбонатов [HCO3-] в воде (путем подачи CO2), тем ниже уровень pH.

«Золотое правило» .
Объем аквариума в литрах x °dKH : 50 = количество пузырьков в минуту.
Например: аквариум 200 литров, карбонатная жесткость 5°dKH. Это даёт: 200 x 5 : 50 = 20 пузырьков в минуту.

или

Правила расчета количества пузырьков: начинайте от десяти пузырьков в минуту на сто литров аквариумной воды, к примеру, 2*10=20 пузырьков в минуту на 200 литров воды.

co2 понижает pH
При подаче CO2 в аквариум в воде образуются небольшие количества угольной кислоты [H2CO3] (0.1-0.2%), она диссоциируется на ион [H+] и бикарбонат [HCO3-] (основа KH), концентрация ионов H+ увеличивается, понижая рН - значит подавая СО2 мы можем понижать рН в аквариуме одновременно давая важнейший питательный элемент для роста растений - углерод [C].
С понижением pH в воде увеличивается доля углерода в форме CO2.
Так как на значение pH влияет карбонатный буфер KH и концентрация CO2 в воде, то взаимосвязь {pH <-> KH <-> растворенный CO2} является жесткой. В связи с тем что pH в основном определяется наличием карбонатного буфера KH, количество подаваемого CO2 зависит от того, кокой нам нужен уровень pH в аквариуме с растениями. То есть в тройке {pH - KH - CO2} pH и KH являются заданными величинами, а подача CO2 будет регулироваться для обеспечения одновременно оптимального уровня pH=6.8-7.2 и концентрации углекислого газа в воде. Для получения оптимальной концентрации CO2=15-30мг/л и pH=6.8-7.2 вода должна быть с исходным KH=2-8, что соответствует воде с общей жесткостью dGH=4-10.

Подача CO2 методом брожения
Когда мы начинаем увлекаться аквариумом с растениями первая проблема с которой приходится сталкиваться - как сделать подачу CO2, ведь без нее использование жидких удобрений и усиление освещенности не имеет ни малейшего смысла! Стоит ли вообще покупать баллонную систему подачи CO2? Нас волнует вопрос - а вдруг ничего не получится?
Все аквариумисты хотят сначала попробовать какой эффект даст подача CO2 в аквариум с растениями. Здесь поможет только подача углекислого газа методом брожения. Попробовав этот метод и воспользовавшись рекомендациями этой статьи, вы наверняка, как и я в большинстве случаев, вообще откажетесь от использования баллонной системы. Используйте метод брожения чтобы испытать НАСКОЛЬКО эффективна подача CO2 в аквариум перед покупкой дорогостоящей баллонной системы подачи углекислого газа или вместо нее.
Уже в начале 60-х в Европе любители растений использовали хлебные дрожжи и сахар для дешевого производства CO2 как побочного продукта ферментации дрожжей в герметичной ёмкости - "бродилке".
В процессе ферментации дрожжи потребляют сахар выделяя чистый Углекислый газ [CO2] и спирт [2C2H5OH]: C6H12O6 + дрожжи = 2C2H5OH + 2CO2.
В ёмкость подходящего размера заливается раствор сахара с хлебными дрожжами. В процессе брожения образуется чистый CO2, который при помощи реактора растворяется в воде. Полученный углекислый газ поступает в реактор установленный в аквариуме. Это может быть реактор типа колокол представляющий собой нечто вроде перевернутого стаканчика или помпа-диффузор. В колоколе CO2 контактирует с поверхностью воды, и за счёт диффузии растворяется в воде. Чтобы обеспечить требуемую концентрацию CO2 в воде от 15 до 30 мг/л реактор должен иметь расчётную площадь контакта газа с водой. Регулировки и контроля не потребуется. Этот метод подачи углекислого газа в сочетании с снесением микро- и макроэлементов с хорошим светом позволяет вырастить в аквариуме до 120см (350л) настоящие джунгли. Подача CO2 - от 1.5л емкости.
Одной закваски хватает на 3-4 недели. Стоимость такого комплекта невелика. К тому же не надо будет ездить заправлять баллоны: все что нужно - всегда под рукой.
Изготовление бродилки.

Изготовление реактора типа "колокол".
Основную часть реактора можно сделать из прозрачных жестких емкостей для сыпучих продуктов или поилок для птиц подходящего размера, емкости для сливочного масла и т.п. Установите реактор так, чтобы верхняя трубка была выше уровня воды в аквариуме на 2см.
Иглу в реакторе можно и не делать, заменив ее внешним счетчиком пузырьков, но это не так удобно - для контроля подачи CO2 приходится заглядывать сбоку аквариума. Простейший счетчик пузырьков легко сделать из одноразового шприца на 5мл вставив в него обратный клапан для компрессора.
Расчет площади реактора типа колокол.

Формула Паффрата.

Еще в 1978 году в немецком журнале по аквариумистике DATZ была опубликована статья Паффрата (Paffrath) о подаче CO2 методом брожения и расчете площади реактора типа колокол. Вот эта таблица.

Площадь реактора типа "колокол" на 100л воды
по Паффрату (Paffrath) .
KH воды площадь реактора, кв.см.

11 50
12 70
13 90
14 110
15 130
16 150
до 10kH 30 кв. см

То есть, при kH<=10 площадь контакта газа с водой должна быть 30 кв.см. на каждые 100л объёма аквариума по наружным габаритам. Если кН выше 10, то на каждый градус добавляют 20 кв.см контактной поверхности на каждые 100л объема. Это даст концентрацию СO2=10-20мг/л без опасности передозировки, а pH всегда будет в оптимальных пределах 6,8-7,2.

(взято тут) http://forum.aquadomik.ru/showthread.php?t=322

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
Ещё раз о СО2...
« Ответ #1 : 04 Март 2010, 08:28:34 »
и что?

Белорусский клуб аквариумистов

Ещё раз о СО2...
« Ответ #1 : 04 Март 2010, 08:28:34 »

Оффлайн edvardaseg

  • Постоялец
  • Сообщений: 136
  • Поблагодарили: 11
    • Просмотр профиля
Ещё раз о СО2...
« Ответ #2 : 04 Март 2010, 09:40:42 »
да ! и чё ?

Оффлайн rebellious

  • Новичок
  • Сообщений: 4
  • Поблагодарили: 0
    • Просмотр профиля
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #3 : 15 Апрель 2010, 16:45:31 »
Тема изготовления колокола не раскрыта.....

Віталь

  • Гость
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #4 : 23 Июль 2010, 12:38:47 »
Цитировать
Интенсивность освещения и подача CO2 должны соответствовать друг другу.
Слишком много света без соответствующей подачи CO2 приносит растениям только вред. Для фотосинтеза растений не всегда нужно очень много CO2, что видно из формулы фотосинтеза: 6 CO2 + 12 H2O --> C6H12O6 + 6 H2O. При этом растения могут выделять кислород (активно фотосинтезировать) даже БЕЗ поступления питательных веществ! Это не может продолжаться долго. Растения становятся все более слабыми несмотря на активный фотосинтез. При этом потребление ими фосфатов и азота из воды уменьшается, а этим сразу воспользуются водоросли.
Если много света но недостаточно CO2, растения не будут активно расти и появятся водоросли. Вносимые жидкие удобрения еще больше усугубят проблему. С другой стороны если недостаточно света, а CO2 подается много, растения не потребляют CO2 и его концентрация может превысить допустимый предел став токсичной для рыб и беспозвоночных (>30мг/л).
Вось, гэты адцінак тэксту хацелася б абмеркаваць. Пачнём прэпарацыю:
Цитировать
Интенсивность освещения и подача CO2 должны соответствовать друг другу.
Нічога падобнага. Прынцып Лібіха у дачыненьні СО2 і сьвятла не працуе. У некаторых межах  СО2 і сьвятло з'яўляюцца ўзаемадапаўняючымі і ўзаемазамяняючымі фактарамі. Недахоп сьвяіла можа быць нівеляваны даступнасьцю СО2 (гэтым трэба карыстацца ў першую чаргу пры "разгоне" траўніка), а нізкая канцэнтрацыя СО2 можа кампенсавацца высокім сьветлавым патокам, калі расьліны маюць энергію для выдзяленьня СО2 нават пры яго недахопе. Ніякія выказваньні кшталту "свет должен соответствовать уровню СО2" і наадварот не маюць пад сабою асновы. З пункту гледжаньня расьлін абсалютна ўсё роўна далі мы ім больш сьвятла ці больш СО2 (да нейкага разумнага ліміту). Напрыклад, пры некаторым слабым патоку сьвятла тэмп росту расліны будзе павялічвацца з канцэнтрацыяй СО2 толькі да некаторага значэньня, далейшая яго падача не дасьць эфекту.  Так жа і са сьвятлом. І, тым ня менш, прысутнічаюць даволі вялікія дыяпазоны.
Цитировать
Слишком много света без соответствующей подачи CO2 приносит растениям только вред.
Так, калі мы выйшлі ў насычэньне карысьці для самых верхніх расьлін няма але ёсьць жа і ніжэйшыя, якім сьвятла магло не хапаць. Аб шкодзе, я думаю, тут нацяжка, хаця, канешне, можна перавысіць усе разумныя ліміты і тады расьліна проста перагрэецца, сухапутныя у асноўным страдаюць ад лішку сьвятла з-за таго, што губляюць ваду, падводным гэта не пагражае.
Цитировать
Для фотосинтеза растений не всегда нужно очень много CO2, что видно из формулы фотосинтеза: 6 CO2 + 12 H2O --> C6H12O6 + 6 H2O.
Ну, гэта залежыць ад таго наколькі хуткі фотасінтэз мы жадаем для сваіх расьлін. Пытаньне "рэлігійнае" у некаторым сэнсе.
Цитировать
При этом растения могут выделять кислород (активно фотосинтезировать) даже БЕЗ поступления питательных веществ! Это не может продолжаться долго. Растения становятся все более слабыми несмотря на активный фотосинтез.
Гэта калі мы ім далі і сьвятло, і СО2. А мы можам чаго-небудзь не даваць...
Цитировать
При этом потребление ими фосфатов и азота из воды уменьшается, а этим сразу воспользуются водоросли.
Гэта так, калі ёсьць крыніцы фасфатаў і азоту, з якімі пры зададзеным намі тэмпе фотасінтэзу расьліны не спраўляюцца. Калі спраўляюцца, то мы сябе проста пазбаўляем ад галаўнога болю па дадаваньню гэтых самых угнаеньняў. Тут небясьпека ў іншым, хутчэй.
Цитировать
Если много света но недостаточно CO2, растения не будут активно расти и появятся водоросли.
Ну, гэта не абавязкова, але баланс утрымаць прасьцей, калі абмяжоўваючым фактарам з'яўляецца сьвятло, а не СО2, з гэтым цяжка не пагадзіцца.
Цитировать
Вносимые жидкие удобрения еще больше усугубят проблему.
Ну, дык, і не ўносім, галава не баліць аб гэтым. Можна падумаць, што калі мы дадзім многа СО2 + мала сьвятла і будзем бухацт угнаеньне, водарасьці не папруць. Папруць яшчэ як, проста не зялёныя, а бурыя ці чырвоныя, хрэн рэдзькі не саладзейшы.
Цитировать
С другой стороны если недостаточно света, а CO2 подается много, растения не потребляют CO2 и его концентрация может превысить допустимый предел став токсичной для рыб и беспозвоночных (>30мг/л).
Ну, тут проста трэба кантраляваць і імкнуцца не перавышаць гэты ліміт.

У сваех разважаньнях я абапіраюся на гэты артыкул. Недзе ў неце была навукова-папулярная яго версія, апроч гэтага дадзенае пытаньне падрабязна пераціралася на украінскім форуме.
« Последнее редактирование: 23 Июль 2010, 12:41:23 от Вітáль »

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
принцип Либиха
« Ответ #5 : 23 Июль 2010, 13:16:14 »
Не понимаю все же, почему принцип Либиха не работает в случае СО2 и света.

Цитата из Вики:

"Закон ограничивающего фактора

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора или закон минимума Либиха — один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнение экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов.[1]


Бочка Либиха
Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающим могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности. Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова[1]; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) — зимняя температура[1] и т. д.
Этот закон учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Юстус Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а кальция — 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.



По имени учёного названо образное представление этого закона — так называемая «бочка Либиха». Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке и длина остальных досок уже не имеет значения."


Образовать глюкозу можно из воды + СО2 + энергии света. Если чего-то в недостатке - Например СО2, то не хватит "вещества" - СО2 - лимитирующий фактор. Если будет СО2 но не хватит света, то образуется столько глюкозы, на сколько света хватит. Лишний СО2 использован не будет.

Виталь, по простому, где косяк в такой простой задаче?
« Последнее редактирование: 23 Июль 2010, 13:20:46 от dr.moro »

Віталь

  • Гость
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #6 : 23 Июль 2010, 15:38:38 »
Касяк у тым, што пры высокай інтэнсіўнасьці сьвятла расьліны маюць магчымасьць выцягваць з вады СО2 нават у мізерных канцэнтрацыях, чаго пры слабым сьвятле яны не маглі б рабіць. І наадварот, калі СО2 сам лезе праз клеткавыя мембраны, асобных фатонаў дастаткова, каб накіраваць яго ў патрэбным накірунку. Я, канешне, усё спрашчаю і ўтрытую...

Віталь

  • Гость
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #7 : 23 Июль 2010, 15:40:30 »
А навогул, трэба разумець, што СО2 і сьвятло працуюць не незалежна, а разам. Таму фактарам, фігуруючым ў прынцыпе Лібіха, з'яўляецца не асобна сьвятло і не асобна СО2, а іх комплекс.

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #8 : 23 Июль 2010, 15:56:35 »
Но комплекс соразмерный, кмк. Если есть данные, что при избытке СО2 он легче проникает в клетку, а при недостатке - это энергозатратный процесс, тогда я с тобой соглашусь.

Віталь

  • Гость
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #9 : 25 Июль 2010, 14:44:23 »
Ёсьць дадзеныя, што пры яго лішку больш рацыянальна расходуюцца кванты сьвятла. Калі прыходзіць квант сьвятла ў патрэбнае месца (антэнны комплекс), там павінна апынуцца малекула СО2, каля яе няма, то квант губляецца. Калі СО2 многа, то менш квантаў губляецца...

Оффлайн dr.moro

  • г. Минск
  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 4571
  • Поблагодарили: 80
    • Просмотр профиля
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #10 : 26 Июль 2010, 10:49:40 »
цiкава аднак....

Оффлайн maxby

  • Постоялец
  • Сообщений: 226
  • Поблагодарили: 16
    • Просмотр профиля
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #11 : 26 Июль 2010, 14:50:44 »
виталь, может ты и прав насчет своей теории взаимозамещения, НО! при сильном свете и малом количестве СО2 трава будет расти, и водоросли тоже. да к тому же еще быстрее. в обратном направлении возможно твои слова верны. но необходимо чтобы эту теорию подтвердил не ты один, а хотяб несколько человек. я например могу сказать на основе одного проекта что со2 при прочих равных помогает траве стартануть. причем именно стартануть. пойти в рост, через несколько дней подачу газа можно прекратить, трава сильно не тормознет. но это всего лишь единичный случай и о системе говорить не приходится.

Віталь

  • Гость
Re: Ещё раз о СО2...
« Ответ #12 : 26 Июль 2010, 17:06:40 »
Цитировать
виталь, может ты и прав насчет своей теории взаимозамещения,
Максім, тэорыя не мая, я спаслаўся на артыкул з навуковага часопіса "Hydrobiologia".
Цитировать
НО! при сильном свете и малом количестве СО2 трава будет расти, и водоросли тоже. да к тому же еще быстрее.
Абсалютна верна, я аб гэтым напісаў: "Тут небясьпека ў іншым, хутчэй." Выдзеленае ў паведамленьні, на якое ты адказваў, зьмяшчала спасылку на паведамленьне ў іншай тэме, дзе я незадоўга да гэтага распісаў, чаму водарасьці маюць перавагу пры моцным сьвятле і нізкай канцэнтрацыі СО2.
Цитировать
в обратном направлении возможно твои слова верны.
Максім, меркаваньні тут лішнія. Быў пастаўлены эксперымент, і ўсё выдатна прадэманстравана.
Цитировать
но необходимо чтобы эту теорию подтвердил не ты один, а хотяб несколько человек
Я такія эксперыменты не ставіў, я толькі даводжу вынікі вядомага мне эксперыменту да ведама нашай суполкі.
Цитировать
я например могу сказать на основе одного проекта что со2 при прочих равных помогает траве стартануть. причем именно стартануть. пойти в рост, через несколько дней подачу газа можно прекратить, трава сильно не тормознет. но это всего лишь единичный случай и о системе говорить не приходится.
Думаю, адносна таго тэмпу, які мог бы быць пры працягу падачы СО2, усё ж тармазне, а адносна таго, як яна стаяла б колам некалькі дзён-тыдняў, напэўна, будзе расьці хутчэй.