アクアフォレスト

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マメ知識

【マメ知識】CO2の適正量を知る

みなさんこんにちは!
アクアフォレストメンテナンス事業部の轟です!

本日はCO2の適正量についてお話しようと思います。
今日は雪なので、お時間が余る方も多いのでは!?
たまにはこんな文章ばかりのブログも読んでみてください!

皆様はどのくらいCO2を水槽に添加していますか?
せっかく高価なCO2添加キットを買っても、適正量を添加しないと水草が元気に育ちません。
CO2の適正量を把握して、さらなるレベルアップを計りましょう!

CO2を添加しているけれど、言うほど成長早くないよ。。。
水草の調子がいまいち上がらないよ。。。

という方は、もしかしたらCO2の添加量に問題があるかもしれません。
心当たりのある方は、このブログを参考にCO2の添加量を見直してみて下さい!
文字ばっかりの長いブログになりそうですが、皆様のお力になれば幸いです。

CO2の適正量と一口に言っても、実は同じ水槽、器材を使用していても、原水の水質やろ材、レイアウト素材等の影響によって変わってくるんです。
巷でよく目にする添加量の目安として~秒/~滴みたいな表記ですが、これはなにを基準にしているかというと概ねADA社の記載をそのまま参考にしているケースが多いです。
そのため、ADA社の提唱するシステム下において、適当とされる添加量なんです。

具体的には底床にパワーサンド+アクアソイルシリーズを使用し添加器具もADA社グラスカウンターにて計測して、パレングラスシリーズにて拡散する。。。みたいな感じですね。
つまりアクアソイルによって水草に程良いpHとKH(炭酸塩硬度の体だけど、実際はアルカリ度)にした上で、ADAの添加セットにて放出されるCO2添加量ということなんです。

pHとかKHとか出てくると、ややっこしいですが、本来はそれらを計測して計算しないと正確な値がでないんです。(下記にて詳しく説明致します)
その面倒なのを飲み込んで、このシステムなら大体~秒/~滴でいけるよーとやったのがADAのすごいところですね。誰にでも分かりやすく、シンプルで良いですよね。

ウチのアクアリウムはすべてADAで揃えてアクアジャーナルの記載通りにやってるぜ!!
って方はADAのカタログやアクアジャーナルの表記通りに管理すれば概ね上手くいくと思います。

水草が流行りだした当初はあまり器材の選択肢も無くてあまり問題にもなりませんでしたが、時は流れて現在では様々なメーカーからソイルやCO2関連器具が発売されるようになりました。
この点は水草の世界が広がって良い時代になったと思いますが、各商品ごとに違いがあるため、出来上がる水質が異なり、添加量も泡の大きさがまちまちなので、同じ1秒/1滴で添加したとしてもCO2濃度に違いがでるようになりました。

そのため、一見、同じように管理している水槽でも水草の調子に違いがでるようになりました。
(肥料や光等、他にも気にするところもありますが今回はCO2に絞ってお話し致します)

CO2添加が始まった当初はpHやKHを検査薬で測って添加量の目安をだしていました。
より簡便な管理を求めた結果、この水槽には~秒/~滴というシンプルな形になりました。
しかし、いざ正確な添加量を知るとなると、pHとKHの関係を知らなければなりません。

なんだかメンドーな話になってきたぜ。。
そんなのいちいち計算してなれないぜ。。。

と、思いますよね!?
でも大丈夫!!
先人たちが考えた、簡単な表があります。
「pH KH 相関」などで検索するといろいろ出てきますよ!

前置きが長くなりましたが、ここからが本番です。
まずはpHとKHが何の数値を表しているか、簡単にご説明いたします。

pH=水素イオン濃度
アクアリウムを楽しむ上で酸性とかアルカリ性とか一番耳にするものですね。
水の中にどれだけ水素イオンがあるかということですね。
0~14までの数値で表し、7が中性で7より低いと酸性、高いとアルカリ性です。
水草水槽なら、弱酸性~中性あたり(6.0~7.0)くらいならOKくらいの感覚で大丈夫です。

KH=炭酸塩硬度(実際にはアルカリ度を計測してKHとしています)
厳密にKHとは炭酸水素イオンと結合するカルシウムイオンとマグネシウムイオン濃度のことですが、計測することが難しいのでKH試薬は炭酸水素イオン(HCO-)+αを計測して炭酸カルシウム(CaCO3)の量として置き換えたものをドイツ硬度(dH)として表しています。
アルカリ度とは色々なアルカリ成分を炭酸カルシウム(CaCO3)に置き換えて、水中に炭酸カルシウムがどれだけあるかということです。
アクアリウムの世界ではKH(=アルカリ度)はPH変化の緩衝能力と思っていればOKです。
つまり
・アルカリ度が高い=緩衝能力が高い=pHが下がりずらい
・アルカリ度が低い=緩衝能力が低い=pHが下がりやすい
ということです。
水草水槽なら0~6くらい(1~4くらいが管理しやすいですよ)と思っておけば大丈夫です。

文系の私はなんとなく上記のような感じでpHとKHをとらえています。
今まで水草水槽を管理してきて特に不都合はないので、これくらい認識で問題ないはず(笑)
(間違えていたらゴメンなさい)

次は下記の早見表をご覧ください。
これは新宿店にて展示しているCO2添加量の早見表です。
pHとKHの計算式をもとに私の経験を加えて修正したものです。
私はCO2をちょっと多めに添加したほう結果が良いことが多いので、一般に知られているものよりも一段階多めの設定にしてあります。

黄色がpH、青色がKHの値で、それぞれが交わるところがCO2濃度です。
緑が適量、紫がまあまあ育つ、白がCO2不足、赤がCO2過剰です。
緑=適量があまりないことが分かると思います。

この早見表を使う事で、簡単に適正量をしることが出来ます。
例えば。。。
pH6.8、KH3ならCO2濃度は18mg/ℓなので不足ということになるので、pH6.5~6.6くらいになるまでCO2添加量を増やそう。
pH7.0、KH8ならCO2濃度は30mg/ℓだけど、KHが高いからCO2があまり光合成に利用出来ていないのでKHをさげよう
といった具合です。

一般的な水草水槽なら
CO2濃度=30mg/ℓ前後
pH=6.0~6.6
KH=1~4
このあたりを目安にすると良いですよ。

簡単な計算式を作りました。
水槽のデータを入れるCO2濃度が出ますのでご活用ください!

入れすぎても生体に悪影響がでるので気を付けましょう。
大体45mg/ℓくらいから、CO2中毒の症状が出始めるので添加量には注意です。
(メーカーさん表記だと30mg/ℓくらいまでとしていると思います)
CO2中毒になる濃度は水温や溶存酸素量等にも左右されるようなので、夏場等の高水温が続くような時期は特に注意が必要です。

pH6.7以降、CO2濃度がしっかりあるのにの値がなぜ紫かというと、それはCO2のもつ性質のためです。
水中に溶けたCO2は、遊離炭酸(CO2そのまま)と炭酸水素イオン(HCO3-)に分かれます。
その割合を左右するのがpHなんです。

基本的に水草は遊離炭酸から光合成に利用し、遊離炭酸が無いor少ないと炭酸水素イオンを光合成に利用します。
ただし、もともとKHが低い地域に生えている水草(熱帯域の水草等)は炭酸水素イオンを光合成に利用する能力を持たないためpHが高い場合はいくらCO2を添加しても育成が困難になります。

遊離炭酸と炭酸水素イオンの割合をグラフにすると下記のようになります。
本当はこんなに綺麗な直線グラフではないのですが、解りやすくするため(エクセルで難しいグラフが作れなかった。。)に簡略化してあります。
でも大丈夫!大体合ってます。

青い棒グラフが遊離炭酸を、緑?灰色?のラインが炭酸水素イオンの数値です。
縦軸は%、横軸はpHを表しています。

遊離炭酸と炭酸水素イオンはpH6.37でちょうど半々になり、pHが上がるとどんどん遊離炭酸の割合が少なくなります。
つまりpHが高いとたくさんCO2を添加していても、水草は光合成に利用できないという事なんです。

pH7.0では遊離炭酸の割合は20%程度、添加量の20%しか有効に働きません。
pH6.0では70%程度が遊離炭酸として利用可能です。
おまけとして遊離炭酸の割合を増やせば添加量そのものを少なくすることも可能なので、お財布にも優しくなりますよ!

一般に丈夫と言われている水草は、もともとpHが高く炭酸水素イオンが水中にある程度存在してる場所に生えている水草で、そのため炭酸水素イオンを光合成に利用するように体ができています。
アクアフォレストの売り場だとポップに若葉マークがついている水草がそうです。
丈夫な水草も遊離炭酸から光合成に利用するため、CO2を添加すると綺麗に育つようになるのはそのためです。

今月発売のアクアライフ(2018年2月号)にも、遊離炭酸と炭酸水素イオンのグラフと説明がかなり分かりやすく載っています!そちらもぜひご覧ください!!

※ちなみに光合成に必要とするCO2量は光量に大きく左右されます(肥料もですが)
今回の記事は60㎝水槽で蛍光等を80W程度使用、LEDで40W前後(3000㏐程度)を使用している前提でお話ししています。
もっと暗い環境なら明るさに応じて必要なCO2量は少なくなります。

いろいろとグダグダと書きましたが、
・水草水槽はKHを緩衝作用があまり強く働かない4以下
・pHを6.6以下(出来れば6.4以下)にして遊離炭酸を増やす
このような水質にすることで、添加したCO2を水草が光合成に利用しやすくなり、水草が調子良く成長するようになります。

また、水槽内で発生する嫌なコケたちは主に炭酸水素イオンを利用しているので、遊離炭酸の割合を増やすことでコケ予防にもなりますよ!
KHとpHを適正に管理することが出来れば、より簡単に調子良く水草が管理出来るようになると思ってい頂ければOKです!

以上の点を踏まえてCO2添加量を調整するためには、まず、今の水質を知らなければなりません。
そこで必要になるのが、水質検査薬です。

私はpHとKHをそれぞれ調べる必要があるので以下のようなものを使っています。
pHはCO2量を安定させる前はマメに計測した方が良いですが、KHはあんまり変化しないと思いますのでたまに測るくらいで大丈夫です。
ご自宅の水道水の水質も測っておくと、換水時にどれだけpHとKHが上がるか分かる(関東だと下がることは無いはず)ので一度は測っておきましょう。

pH
テトラ  pH試薬
付属の試験管に飼育水を採り、試薬を入れて色の変化でみるタイプ。
アバウトに酸性~弱酸性~中性~弱アルカリ性~アルカリ性と測れます。
丈夫な水草を中心とした水槽なら十分に実用範囲です。
水質検査のエントリーモデルですね。

マーフィード エコpH
デジタル体温計のような要領で、pHを0.1刻みで測ることが出来ます。
試薬タイプより簡単に計測出来て、かつ正確な数値がでるので本格的な水草水槽を作るなら持っていて損は無いですよ。
上の早見表と合わせて、CO2添加量を正確にコントロール出来るようになります。

KH
テトラ  KH試薬
こちらも付属の試験管に飼育水を採り、試薬を入れて色の変化でみるタイプ。
薬液の変化が何滴目で起きたかを数えて、その滴数をdHとして計測します。
店舗でも自宅でもこれを使っています。
今のところ、これで十分に間に合っています。

いちいち計測するのは面倒だーという方はこちらがオススメ!
というか私のイチオシ。こいつは便利ですよー
新宿店店頭120㎝水槽にて実物を展示中なので、興味のある方はご覧ください。

ADA  ドロップチェッカー
丸い部分に付属の試薬を入れて水槽内に設置すると、あら不思議、CO2添加量に応じて薬液の色が変わります。
過剰・黄適量・緑不足・青
太極図の片側のようなデザインもなんとも素敵です。
遊離炭酸と炭酸水素イオンの割合は判別できないので、PHは測りましょう!

計測してみて、pH、KHが高い!下げたいよ!という場合は下記の商品がオススメ。
テトラ PH/KHマイナス
換水時等に入れることでpHとKHを低下させることが出来ます。
慣れてくると水槽に直で入れたりもしますが、バケツに水道水を汲んで、そこで水質を調整してから水槽に入れるのがセオリーです。
概ね、100ℓ/10ml=10ℓ/1mlくらいが規定量です(pH7.0以上の場合)なので関東圏の水道水は7.0~8.0くらいなので換水時に使用するなら規定量で十分です。
酸性度の強い薬品なので、上記のマーフィードエコpH等のデジタルpH計を使ってpH変化を見ながら使うと安心です。

ウォーターエンジニアリング リバースグレインシリーズ(画像はソフト)
活性炭のようなイメージで水中のアルカリ成分を吸着して硬度を低下させることが出来ます。
業界内評価の非常に高い商品ですが、あまり巷に広がっていないのが残念。
ピートモスみたいに水が茶色くならずに軟水化出来て、一度吸着したものを離さないので安心して利用できます。
60㎝水槽でこの箱1つで十分効果がありますよ。
水質調整系の商品は効いてる実感が無いものも多いですが、これはしっかり効きます。
ついでにコケの発生も抑えてくれますよ!

最近感じる事としては、吸着作用が強化してあるソイル(エビ向けのソイル等)を使うと軟水化作用が弱いためかpHが下がらず、CO2を添加していても遊離炭酸と炭酸水素イオンの関係から水草が光合成に利用出来ていないのかな~という感じです。
思えば、初期のADAアクアソイルアマゾニアが水草育成用として優秀過ぎたのかもしれませんね。
KHを1以下にしないと育たないトニナ等の水草が何の苦も無く育ちましたからね。
その頃の感覚のままソイルを使用していると水草が調子を崩す感じですかね~
その時の印象が強いからか、ソイルを使うと水草が好む水質にしてくれる→なんにもしなくても水草が良く育つというイメージが一人歩きしているのが現状でしょう。

吸着作用が強いソイルはセット初期に濁りがあまり出ないため、アマゾニア等の栄養系ソイルと比べると立ち上げが簡単です。
その代わり水草の育成面で一段劣るので、セット後どうも水草の調子が上がらなにようならこのブログの要領でCO2量をチェックしてみてください。
もろもろのグッズを買い足さなくても、単にCO2添加量を増やすだけでも解決するかもしれませんよ!?
(吸着系ソイルを否定するつもりは無いですよ。展示水槽の半分は吸着系ソイルですし)

今回はCO2添加量に限って、お話しさせていただきましたが水草は光量や養分量、温度等の影響も強く受けます。
そしてそれらのバランスが重要になってきます。(興味のある方はリービッヒの最小律で検索を)
なので、CO2量が適正であっても水草の調子が上がらない場合もあります。
そんな時は、水質を測ってCO2量を適正に調整したのだから、調子の悪い原因を他の部分に絞ることが出来た!とプラス思考で行きましょう。
調子が上がらない場合は、光、養分、CO2量、温度等の各ファクターをひとつひとつクリアにすることがポイントです。

効率良く添加するためには添加方法も重要ですが、さらに長くなってしまうので今日はこのへんで。。
肥料についてのお話もさせて頂きたいので、時間のある時に書きたいと思います!
肥料とそのバランスを説明するためには、この記事みたいな長いお話しが必要なので機会がありましたら、お付き合いください!
皆様のアクアライフが上手くいくように願っておりますよ!
また、水草を楽しむ上で何か疑問点等がございましたら、お気軽にお問合せください!
よろしくお願い致します。

アクアフォレスト出張サービス

アクアフォレストではお客様のご希望に合わせ、豊富な経験と知識で様々なご要望にお答えします。
水草レイアウトの制作はもちろん、雑誌撮影や各種イベント用水槽の設置なども承ります。
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ご相談、お見積りは無料です。

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