海水鱼缸重点钙反应器详解

钙和碱度是海水缸中必须要维护的重要水质参数，这两种成分对于SPS和LPS珊瑚的骨骼形成起到决定性作用。与形成珊瑚骨骼的其他化学成分（镁、锶等）相比，钙和碱度的消耗量要大得多，碳酸钙在珊瑚骨骼中的比例要达到97~98%左右，也许换水可以基本保证镁锶等元素的水平，但是钙和碱度必须通过其他补充手段来维持其含量。尤其对于含有大量SPS和LPS、并且灯光强度很高的缸子，钙和碱度的消耗速度非常快，每天加以补充是必需的。另外，碱度也是保持合适PH的基础条件。如果碱度偏低，不但影响珊瑚的石灰化，还会造成PH波动过大。

天然海水的钙水平为420ppm左右，而碱度为7dKH左右。海水养殖界多年的经验以及相关的研究证明，虽然钙的水平高于天然海水水平未见得有助于珊瑚生长，但碱度略高于天然海水确实能促进珊瑚的石灰化，尤其是在PH偏低的时候。PH低的时候，珊瑚获取碳酸根离子的难度加大，较高的碱度水平可以弥补这个问题。

一般来讲，在鱼缸这个封闭的小系统里，把钙与碱度维持在一个固定的水平上很难，肯定会发生一些波动。所以，专家的意见是钙的水平可以在380~450ppm之间，而碱度可以在7~11dKH之间。你可以看到，钙的允许范围是在海水含量（420ppm）的两侧，而碱度的允许范围则是在海水含量（7dKH）的上侧，这是基于“较高的碱度对珊瑚有益”这一理论基础。

要保持这样的钙与碱度水平，有一个重要的先决条件，那就是镁离子的存在。实际上，如果海水中没有镁离子的存在，如此高的钙与碱度水平一定会引起碳酸钙的非生物性沉淀，因为这个水平已经达到了碳酸钙的过饱和状态。镁离子扮演了阻止碳酸钙非生物性沉淀过程的角色。有很多的海水化学文章，都提到了镁离子的作用原理，此处我要强调的是，镁离子含量要保持在1250~1350ppm的水平，才能让你把钙和碱度维持在理想的水平上。如果镁离子的含量无法单纯通过换水维持（不同的人造海盐中镁的含量不同，每个缸的换水频率也不一样），那就要在补充钙和碱度的同时，额外补充镁离子。

很多鱼友在考虑补充钙和碱度的时候，首先面临的一个问题是钙和碱度的失衡。海水中的钙和碱度并没有一个严苛的比例关系，这个关系在一定的范围里都算是平衡的。看看示意图（来自《Solving Calcium and Alkalinity Problems》），可以用来判断钙和碱度是否失衡。

如果钙和碱度的关系位于这个图中的1与2两个区域（两条黑色斜线之间的区域），说明它们保持着合适的比例。而在3与4两个区域中，则意味着两者失衡了。比如钙在500ppm左右、而碱度只有7~8dKH时，其关系落在区域4，这时钙明显偏高。

当出现钙偏高的情况时，其原因有几个方面：1）人造海盐的成分问题，有些珊瑚海盐中钙、镁含量比较高，与它的碱度不匹配；2）氮循环过程会消耗碱度（具体描述参见Holmes-Farley先生的《When Do Calcium and Alkalinity Demand Not Exactly Balance》），这也会导致碱度的下降多于钙的下降。除非使用的海盐有问题，或者单独添加碱度补充剂过量，否则，我很难想象鱼缸里中会出现钙偏低而碱度过高的情况。

我从自己的实践中，没有看出钙含量比某一碱度所对应的钙水平高的话会带来多严重的问题，RC论坛上的一些鱼友也有与此相似的观点。只要碱度能保持在8dKH以上的水平，钙不低于400ppm，稍微有些失衡没有大问题。我的缸子里钙在500ppm，碱度在8dKH多一些，目前没有发现问题。但是钙含量要是特别高的话，意味着其它的阳离子数量减少，这毕竟不是一件好事情。
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解决钙与碱度失衡，只能使用单独补充钙或单独补充碱度的添加方法来解决。一类处理方法是把含量高的那个成分降下来，另一类处理方法是把含量低的那个成分升上去。视乎处理对象是钙还是碱度以及当前浓度水平，各有不同的方法。比如，钙与碱度失衡表现为钙过多，而此时碱度已经很高了（比如高于11dKH），这时最好是降低钙含量，比如逐渐加入碳酸钠溶液，让碳酸钙非生物性沉淀。如果此时碱度还在较低的水平（比如低于7dKH），这时最好提升碱度，通过促进珊瑚的骨骼生长，逐渐把钙降下来。需要注意的是，任何调整都必须是渐进的，尤其是SPS，对水质的变化非常敏感，一旦调整速度过快，就会造成SPS的紧迫甚至引起RTN。

我的缸子有500升水左右，钙偏高，而碱度稍低，我这段时间每天通过添加小苏打水来提升碱度。我一般每天晚上补水5~8升，准备好RO水后，我加入一平勺（咖啡勺）分析纯级小苏打，待充分溶解后（碱度大致为40~60dKH），用软管慢慢滴入底缸的泵室里，滴入时间持续10~12个小时左右。由于珊瑚会一直消耗碱度，我的缸里每天碱度的提升只有0.1~0.2dKH左右（除了补充小苏打水，我还同时使用钙反应器）。实践证明，这种变化速度是可以被珊瑚接受的。添加补充剂时，一定要滴到水流速度很快而且远离生物的地方（比如底缸），否则会对生物造成损害！

单独补充钙或碱度，一般使用CaCl2和NaHCO3。很显然，如果这两者均衡添加，综合结果是向水中添加了一份Ca(HCO3)2和2份NaCl，结果无非是水中提高了盐度。但如果长时间、大量地补充其一，水中的Na离子或Cl离子就会大量增加，这就导致离子失衡，即某一种或几种离子偏离正常值很多。但是在通常的情况下，只要使用的人造海盐没有问题，也没有误添加补充剂，就不会出现这种情况。因为海水中NaCl的含量是34~36ppt，而钙的比例为420ppm，碱度为125~195ppm，单纯为了把钙和碱度调整到平衡状态所增加的Na或Cl离子，也就是几十到一百左右的ppm单位，还不到海水中Na或Cl离子的1%，所以大可不必担心离子失衡。

在不考虑钙和碱度失衡的情况下，应该用平衡的补充方法来维持钙和碱度。这些方法包括添加石灰水（即Ca(OH)2）、添加CaCl2和NaHCO3制作的AB补充剂、使用钙反应器。这三种方法各有优缺点，此处不细谈（有兴趣的可以阅读Holmes-Farley的有关文章，在我的Blog里有一篇文章《海水缸的PH》作了一定的介绍），我接下来将回到本文的中心：钙反应器的使用。

钙反应器的原理是通过弱酸性海水溶解固态碳酸钙媒质，形成富含钙和碱度的海水，输入到鱼缸里后同步提升钙和碱度的水平。 一套钙反应器系统的组成包括钙反应器本身、滴定泵、CO2气瓶以及一些配件。下图是我使用的一个钙反系统的示意图。

从这个图可以看出，从CO2气瓶泄压阀门出来的CO2气体，经过止逆阀进入计泡器。计泡器的上部充满了CO2气体。循环水管中的高速水流把计泡器中的CO2吸入水流中，并经过针叶泵搅碎成细小的气泡，加速CO2的溶解。CO2一旦溶解在水中，就会形成H2CO3，释放出H ，反应室里的碳酸钙颗粒就会随之溶解，形成含有溶解态CO2以及Ca 、HCO3-、CO3--等离子的海水。

CO2输入量决定了反应室里的酸度，一般通过计泡器来衡量CO2输入量。但是我更喜欢在钙反应器上安装PH表来了解CO2输入量是否合适。PH低于7，固态碳酸钙就开始溶解（准确地说应该是PH<7时开始明显溶解，在7.5时就开始溶解了）。PH越低，溶解速度越快、溶解浓度越高，反应室里海水的碱度就越高。所以通入较多的CO2可以有效地加强出水的碱度。但是CO2也不能输入太多，一是大量CO2气泡来不及形成H2CO3，会聚集到反应室的上部，从而被排气管排出去，造成CO2的浪费；二是出水PH过低，会造成主缸的PH下降太多。我使用的反应器尺寸比较小，平均每秒1个CO2气泡，反应室里的PH大约在5.9左右（PH表的读数）。

很多鱼友介绍说，可以把反应室里的PH维持在6.0~6.5，Reefkeeping杂志的一篇文章称可以维持在6.5~6.7。我的PH表未校准，读数未必真实，我不是很看重这个PH读数（只作为状态监控），我判断CO2输入量的标准是：1）钙反出水的碱度至少达到40dKH以上；2）钙反每天的运行结果能维持缸里的碱度基本不变；3）主缸的PH保持在合适的范围内。钙反的出水中含有溶解态CO2，进入主缸后会降低主缸系统的PH。如果钙反已经使得主缸的PH跌落到理想范围的低端，我就会增加其他的补充方式（比如额外添加石灰水），而不是完全依赖于钙反。

钙反的安装调试其实不困难，但在安装使用钙反之前，我建议先对缸子每天的钙与碱度消耗量做一个评估，以便在调试钙反出水量时有一个参考依据。这个测试其实很简单，就是连续几天定时测试缸子里的碱度水平，比如，每天晚上9点钟测量。通过几天里测到的碱度数值，可以算出来每天消耗量的近似值。如果相邻两天的变化量不明显，那么可以隔一天或隔两天测量一次。

我建议使用Salifert测试剂，它对碱度和钙的测量是值得信赖的。举个例子，在不使用其他钙和碱度补充手段时，连续四天测到的数值依次为8.3dKH、8.1dKH、7.8dKH、7.7dKH，那么平均每天消耗量为0.2dKH。如果每天的消耗量几乎看不出来，那我建议你暂时不需要使用钙反，而是采用偶尔添加石灰水的方法来补充钙和碱度。要利用好这个数值，还需要知道你的缸子的总水量，测算缸子的总水量时要排除活石所占的体积。比如我的主缸加底缸的容量是550升，但是由于放了活石，实际水量约在500升。