مقدمة:

أصبح حقن ثاني أكسيد الكربون (CO₂) في الأحواض المزروعة شائعًا للغاية ويزداد عدد الشركات المصنعة لأجهزة سهلة الاستخدام تقوم بهذه المهمة. الكربون هو العنصر الأكثر أهمية لنمو النبات وحقن غاز CO₂ هو الطريقة الأكثر فعالية لتوفير هذه المغذيات. ومع ذلك فهي ليست قضية بسيطة من حيث تمكننا من إضافة الكمية المطلوبة دون زيادة أو نقصان، إذ يمكن أن يكون هذا الغاز شديد السمية عند وصوله لمستويات عالية وربما يؤدي إلى موت جميع الأسماك في الحوض، لذلك من الضروري اختبار أو مراقبة مستويات CO₂ على المدى الطويل.

   تجاوز العتبة :

محتوى ثاني أوكسيد الكربون بنسب تصل إلى 30ppm آمن لمعظم الأسماك، ومع ذلك يمكن أن تختلف عتبة السمية اختلافاً كبيراً اعتماداً على مستوى الأكسجين المنحل في الماء. في أحواض السمك التي تحتوي على مستويات منخفضة نسبيًا من الأكسجين، ستكون الأسماك أكثر حساسية للغاز، ولكن في أحواض السمك التي تحتوي على مستويات عالية من الأكسجين، يزيد الحد الأعلى الآمن لثاني أكسيد الكربون ومع ذلك يفضل عدم تجاوز نسبة 30ppm من ثاني أكسيد الكربون. (Costae).

    العلاقة بين ال pH/KH/CO2:

عندما يذوب غاز ثاني أكسيد الكربون في الماء فإنه ينتج حمض الكربونيك (H₂CO₃) هذا الأمر سوف يجعل الماء حامضي مايعني إنخفاض الرقم الهيدروجيني (pH)، تسمح لنا هذه العلاقة الأساسية بتحديد كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الماء بشكل تقريبي.

 جانب آخر مهم لكيمياء المياه هو صلابة الكربونات Carbonate hardness (KH) المعروف أيضًا باسم القلوية، يمثل KH قدرة التخزين المؤقت (pH buffering) للمياه، وللماء العسر قدرة تخزين أعلى والعكس صحيح.

العلاقة الجوهرية بين CO₂ و pH و KH معروفة ويمكن العثور عليها في الجدول أعلاه ويمكن استخدامه لاختبار درجة الحموضة الخاصة بك.
دعنا نقول ان درجة الحموضة 6.6 وأن اختبار ال KH يقيس 4° (4dKH) انظر إلى الجدول عند pH و KH ، وانظر إلى أين تتقاطعان هذا هو مستوى CO₂ - في هذه الحالة يكون 30ppm.
  ومع ذلك فقد نسيء قراءة الاختبار أحياناً، أو قد تكون تلك المخابر غير دقيقة، تعتمد مجموعات اختبار درجة الحموضة السائلة على مخطط ملون، وتعتمد مجموعات اختبار KH السائل على حساب كمية قطرات السائل في طقم الاختبار التي تحتاجها لتغيير لون ماء الحوض في أنبوب الاختبار. إذا كانت المقاييس خاطئة أو غير دقيقة بمقدار 0.2 pH أو 0.5 KH، فهذا قد يعني قراءة أدنى أو أعلى من الحقيقة، من الممكن أن تعتقد أنك تقرأ 30ppm من ثاني أكسيد الكربون، لكن يمكن أن يصل إلى 45ppm أو أعلى وهو مميت للاسماك.
  عامل آخر يمكن أن يساهم في عدم دقة تحديد كمية ثاني أكسيد الكربون، فنحن نعتمد في هذا على العلاقة بين pH/KH/CO₂ وبالتالي حمض الكربونيك الناتج من ثاني أكسيد الكربون هو المركب الوحيد المحمض، لكن هذا ليس هذا هو الحال دائماً، فأحماض النتريك والأحماض الدبالية وغيرها من المواد العضوية سوف تسهم جميعها في تحمض مياه الحوض، وسينتج عن ذلك قراءات للأس الهيدروجيني أقل من الجدول - مما ينتج عنه حساب CO₂ خاطئ.

   مدقق الاسقاط (Drop Checker):

إن أجهزة مراقبة الغاز على المدى الطويل موجودة منذ سنوات عديدة ويمكن القول إنها الطريقة الأكثر دقة وملاءمة لاختبار مستويات CO₂ والطريقة الأكثر شيوعًا هي من خلال مدقق الإسقاط، والتي تعمل عن طريق أداة توضع داخل الحوض تملئ بمحلول من الماء وكاشف pH المعروف باسم البروموثيمول الأزرق (Bromothymol) هذا الكاشف يتميز بنطاق صغير لدرجة الحموضة (pH7.6 – 6.0)، فالمختبرات ذات النطاق الواسع لن تكون مناسبة.
  نظرًا لتفاعل CO₂ في الماء مع محلول Bromothymol، يحدث تغير في لون المحلول، بدءًا من اللون الأزرق الغامق، والذي يمثل درجة pH مرتفعة و CO2 منخفض، وصولًا إلى اللون الأصفر، وهو عبارة عن درجة pH منخفضة و CO₂ مرتفع.
  أفضل طريقة لاستخدام مدقق الإسقاط (drop checker) هي ملأه بمياه معلومة كيميائياً. في حالتنا 4° (4KH) يعتبر مثالياً. هذا المحلول المرجعي 4dKH (عبارة عن مزيج من الماء المقطر والبيكينج صودا التي تُستخدم جنبًا إلى جنب مع مؤشر ثاني أكسيد الكربون في مدقق إسقاط CO₂ لقياس كمية ثاني أكسيد الكربون في مياه الحوض.) يسمح لنا بمراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون بدقة أكبر.
  باستخدام مجموعة اختبار pH صغيرة النطاق، لوحظ أن لون المحلول هو الأخضر الليموني عند 6.6 pH على الرسم البياني، نعلم باستخدام جدول pH / KH / CO₂ أن pH 6.6 مع 4dKH يعطينا 30PPm من CO₂.

• لذلك من خلال السعي لتحقيق هذا اللون الأخضر الليموني في مدقق النقاط لدينا، فإننا نهدف إلى الحصول على 30ppm من ثاني أكسيد الكربون.
• أي لون أزرق بعيداً عن اللون الأخضر الليموني فإن مستويات CO2 هي أقل من 30ppm.
• المزيد من اللون الأصفر يعني أكثر من 30ppm من ثاني أكسيد الكربون.

نظرًا لفصل محلول الإشارة في مدقق الإسقاط عن ماء الحوض عبر فجوة هوائية، فإن التأثير الوحيد على الرقم الهيدروجيني هو عبر CO₂، هذا المبدأ يجعله أكثر دقة وربما أكثر أمانًا من استخدام مجموعات اختبار KH/pH/CO₂.
ولكن هناك عيوب لهذه الطريقة، إذ يمكن للإنحلال داخل مدقق الإسقاط أن يستغرق عدة ساعات لتغيير اللون، لذلك من المحتمل أن نظن أننا بحاجة إلى المزيد من الغاز، كلما زادت الفجوة الهوائية بين ماء الحوض والمحلول وكلما زاد حجم المحلول زاد الوقت الذي يستغرقه.
أيضاً نحن بحاجة لمقارنة مخطط الألوان، وقد لانكون دقيقين في هذه المقارنة توخي الحذر واحصل على اللون الأخضر الداكن بدلاً من اللون الأصفر المخضر، في أحواض السمك الكبيرة جدًا من الشائع استخدام أدوات ضبط متعددة لضمان توزيع ثاني أكسيد الكربون بفعالية ضمن الحوض.
انقل المدقق الخاص بك لتحديد مستويات الغاز في جميع أنحاء الحوض، خاصة في أحواض النباتات التي تتطلب مستويات عالية من ثاني أكسيد الكربون.
إذا كان لديك حوض نباتات ذات طاقة منخفضة (نباتات لا تتطلب إنارة شديدة ولا مستويات عالية من المغذيات)، فإن مقدار 30ppm من ثاني أكسيد الكربون ليس ضروريًا وستكون النباتات جيدة عند 15ppm وهذا يمثل مخاطر أقل على الأسماك.
لقياس هذا بسهولة مع مدقق الإسقاط فقط قم بتخفيف محلول 4dKH مع 50% من ماء RO هذا يجعلها 2dKH وبالتالي ستحصل على 15ppm سيكون المدقق المسقط باللون الأخضر المصفر المطلوب.

   تسمم الغاز:

إن أهم مؤشرات الجرعات الزائدة من CO₂ هو مراقبة الأسماك عن كثب، تشمل الأعراض المبكرة السلوك البطيء وفقدان الشهية أما الأعراض الأكثر حدة فسوف تشمل اللهاث على سطح الماء والترنح، في مثل هذه الظروف تتمثل الطريقة الأكثر فعالية لخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في إجراء تغيير كبير للمياه في أسرع وقت ممكن تأكد من أن الماء الجديد هو بنفس درجة الحرارة تقريباً وخالي من الكلور للحد من المزيد من الإجهاد.
إن إثارة السطح بتحريك مخرج الفلتر أو إضافة حجر الهواء سيساعد لكن هذه الطريقة ليست بمثل فعالية التغير السريع للماء، من المرجح أن تتعرض الأسماك للتسمم بالغاز خلال فترة إطفاء إنارة الحوض عندما تتنفس النباتات وتنتج ثاني أكسيد الكربون وتستهلك الأكسجين، لهذا السبب يتم إيقاف تشغيل حقن ثاني أكسيد الكربون قبل إطفاء الأنوار مباشرة، يختار العديد من الهواة إعادة تشغيل الحقن قبل ساعة أو نحو ذلك من تشغيل إنارة الحوض وهذا يمكّن من رفع مستوى CO₂ حتى تتمكن النباتات من بدء عملية التمثيل الضوئي في وقت مبكر من فترة الإنارة.