鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_1.jpg

  玩水草缸有些資歷的人多少都有具備調整水質硬度的技能與經驗,通常我們較常採用降低硬度的手段分為用RO水及軟水樹脂,RO水的成本包含生產廢水成數較高、器材比軟水樹脂貴,但是可操作性較佳,以GH為例,只要想提升多少dGH,我們就投入多少相對應的ppm的添加物既可達到目的;而軟水樹脂調降硬度會受到吸附飽和度、水的流速、樹脂的容量、樹脂的效能等因素左右最終結果,不過整體成本相對較低,軟水樹脂在水族界又分「氫型」軟水樹脂與「鈉型」軟水樹脂兩種,氫型吸附飽和是利用鹽酸來做還原的操作,鈉型則是用鹽來還原。

  鈉型軟水樹脂在我們日常生活其實算是比較常見,據聞某些較高級的住宅或是民眾自行裝設的全戶軟水系統大多皆屬鈉型軟水樹脂的廣泛運用,當我們打開水龍頭時,此時水流接觸樹脂時,裡面的鈉離子與水中的礦物質會產生交換,當鈣、鎂離子被樹脂吸附就會放出鈉離子進入水體,由於這兩個離子在水中含量下降,進而達到調降硬度的目的。如前開所述,當軟水樹脂吸附飽和之時,也就是鈉離子已被置換殆盡,這時我們需要做還原的動作來盡量達到原始的性能規格,鈉型一般是利用較易取得鹽來還原,理由是鹽的鈉含量很高(食鹽約有40%的鈉,所以1g的食鹽有400mg的鈉),加上易於取得且價格低廉,故鈉型軟水樹脂的還原多以鹽來操作。

  有一點非常重要!鈉型軟水樹脂降低硬度時也一併會釋出鈉離子,因此水中鈉含量會提升,家中若有心血管疾病的患者,若直接飲用煮沸過的鈉型軟水樹脂處理過的水,恐有健康上的疑慮,可能需要再經過RO水的處裡才能飲用,裝設前應審慎評估或諮詢相關專業人士再設置。

  終於要進入主題,本文是探討鈉型軟水樹脂用在水草缸會有何種影響,同之前〈針對珊瑚所耗元素補充之實證〉一文所述珊瑚飼養是否要額外添加Ca、Me、KH等元素的需求就分成兩派,有人主張不用添加,只要換水即可;另一派當然是主張要額外添加,不然珊瑚到最後會死光光。這次對於鈉存在於水草缸的影響,也有兩方的說法,其一是鈉型軟水樹脂會造成水質鹼化,故不太適合需要弱酸性的水草缸,水質會鹼化的原因並非鈉離子所致,然而水體中存有鈉離子並非一定會有害於水體中的生物或水草,除非鈉離子的濃度非常高才有機會造成傷害,至於鹼化的原因為鈉型軟水樹脂發生水解所造成,反應如下:

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_2.jpg

▲上圖是整個化學反應過程,解釋鈉型軟水樹脂造成水質鹼化的來龍去脈,若單就造景未必需要研究如此透徹,重點要擺在創設水草缸的想像力、造景技巧及管理維護上面。

  據資料得知,當鈉過高時,雖會影響植物對 Ca、Mg 、K的吸收,但也會促進植物對Fe、Mn、Zn、Cu 的吸收。另一持相反意見的是採用觀察法,依前人在泰國與斯里蘭卡的許多椒草原生態的田野調查中,發現水中鈉離子的濃度都蠻高的,可見水草其實未必全部都討厭鈉離子,這點還蠻耐人尋味的。另在水族器材廠商ADA所推出的玻璃軟水器的使用教學影片中,過程也是用鹽來達到還原的效果,本文就是基於此點,直接用實驗的方式來看看是否水草真的厭惡鈉離子?

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_3.jpg

▲泰國與斯里蘭卡許多椒草原生態水質「陽離子」的平均值

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_4.jpg

▲泰國與斯里蘭卡許多椒草原生態水質「陰離子」的平均值

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_5.jpg

▲根據資料指出,此調查紀錄是由德國前Dupla總裁Karspar Horst所做成,Dupla本身就屬一家水族公司,至於此人為何挑選亞洲這兩個國家做田野調查?這點本人並不清楚,或許是因為工作上有特殊需求才特別前往調查泰國及斯里蘭卡。

▲ADA的玻璃軟水器的使用教學影片所用的軟水樹脂也是用鹽來做還原的動作

  接下來就是這次實驗的執行條件,一般水草缸從開缸到成景大致上會花費二至三個月不等的時間,故這次最初設定實驗期間設定為三個月,雖然水體中的鈉離子有提升,只要三個月後實驗缸的水草順利存活及生長,仍推定鈉型軟水樹脂是可以用在水草缸中,由於市面上流通的水草超過百種,獅子也不可能全數蒐集來統一實驗,故此次實驗用的水草以一般水族館常見的便宜草為主,當中會放置需要軟水才易養活的水草作為參考指標。

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_6.jpg

▲實驗前先把東西湊齊

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_7.jpg

▲購入一包1公升的鈉型軟水樹脂

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_8.jpg

▲這次實驗大致上所需的設備,盡量模擬成一般種水草所用設備

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_9.jpg

▲報告長官!第一砲裝彈好,隨時可以開始射擊(大聲)!!!

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_10.jpg

▲設備看起來很零亂也沒差,反正實驗做完即會撤缸

  因為苦無鈉離子檢測設備,這裡只能採取當前可用的「旁敲側擊」法,就是測量TDS的來粗推目前水體中鈉離子與硬度的變化趨勢,採這個方式的理由是當鈉型軟水樹脂在將硬水變成軟水時,根據經驗在壓低硬度的過程中會釋放出鈉離子進入水體造成TDS上升,惟此法偏誤不小,只是現階段手邊沒有相關檢測設備就真的沒辦法精確測量,只好將就著用。過程中萬一不幸遇到水草爆藻也不會刻意處理,只會刷魚缸壁保持視線清晰以利觀察。

實驗環境

魚缸尺寸:60X30X45

光照時間:每日開燈6小時

過濾系統:EHEIM 2211

二氧化碳:伴隨燈具開啟與關閉的時間

軟水樹脂:鈉型軟水樹脂

換水比例:每次換水約80%

肥料供給:基肥、根肥、液肥

數據測量

GH:先取得第一次空缸注水前的數值,爾後每次只測量換水後的數值

KH:同GH

pH:每天用pH監測器檢視開燈前與開燈後的變化數值

TDS:每次換完水候用TDS測試筆測量數值

水溫:每日檢視電子溫度計關燈前的水溫

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_11.jpg

▲開缸前先來撒一層薄薄的基肥砂

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_12.jpg

▲這次實驗用水草有日本簀藻、大細葉太陽、小榖精、火花百葉、粉紅虎耳、針葉皇冠、小欖仁、三角默斯、羅貝力、小榕、夢幻稻穗、丹麥血宮廷、長葉九官、豹紋紅蛋、尖葉葉底紅、銀色河流、聖甲蟲、雙色椒草、大寶塔、紅雨傘共計20種,因為還沒養水就直接種水草,所以水色較濁。說到這裡總感覺後面的光影似曾相識,是獅子想太多嗎....?

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_13.jpg

▲一切都是幻覺,眼睛業障重呀~

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_14.jpg

▲回到主題,這次實驗採用在軟水才易順利種植的水草當作軟水指標用草,分別為大細葉太陽、小榖精跟日本簀藻這三種來當實驗對象,上圖是大細葉太陽。

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_15.jpg

▲小榖精

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_16.jpg

▲日本簀藻

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_17.jpg

▲小顆的針葉皇冠

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_18.jpg

▲狀況不好的小攬仁....

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_19.jpg

▲聽說稻穗在軟水中不好種

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_20.jpg

▲快被蝦子啃食完的三角默斯

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_21.jpg

▲推派銀色河流來當辣椒榕的代表,接下來就是漫長的實驗過程(置板凳)

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_22.jpg

▲高度45公分一盞燈感覺光線真的太暗,後面再補一盞燈

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_23.jpg

▲下缸約兩天日本簀藻開始爛,三天後就整個爛光(泣)

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_24.jpg

▲大細葉太陽頂端看似正常,但是下面的葉子開始枯黃

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_25.jpg

▲長葉九官長出新葉,獅子就順手將一些舊葉剪除,盡量把讓養分傳給新葉

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_26.jpg

▲可以很清楚看到尖葉葉底紅長出新的綠葉(紅草種成綠草該開心嗎?)

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_27.jpg

▲經過十天,在較高鈉離子的水體中,有的水草成長很正常,上圖的羅貝力成長正常

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_28.jpg

▲大寶塔中間部分開始發黑

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_29.jpg

▲所有的水草就屬默絲成長最為顯著

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_30.jpg

▲真的不曉得現在魚缸裡裝的是海水還是淡水....Orz

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_31.jpg

▲小榖精狀況變差

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_32.jpg

▲長葉九官有在長新葉,但狀況也是不好,小懶仁目前停止生長

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_33.jpg

▲長葉九官的新葉大多慢慢變成只剩葉脈的情形

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_34.jpg

▲火花百葉生長狀況不錯,已經分株好幾棵

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_35.jpg

▲大寶塔幾乎死亡,先將頂端還有綠葉的部分剪下插在旁邊

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_36.jpg

▲豹紋紅蛋的狀況還算不錯

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_37.jpg

▲銀色河流狀況越來越差,瀕臨死亡

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_38.jpg

▲稻穗出現嚴重縮頂的情形

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_39.jpg

▲椒草狀況倒是不錯,目前持續緩慢成長中

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_40.jpg

▲丹麥血宮廷跟粉紅虎耳緩慢成長,紅雨傘則是狀況開始變差

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_41.jpg

▲大細葉太陽完全死透,原先設定實驗期間為三個月,過程中發現有的水草狀況越來越差甚至死亡,故將實驗提早結束,實驗期間總計43天,換水15次。本實驗到最後活下來有成長,但成長速度緩慢的水草有火花百、雙色椒草、尖葉葉底紅、豹紋紅蛋、聖甲蟲、粉紅虎耳、丹麥血宮廷、羅貝力、小榕、三角默斯;狀況不佳的水草有銀色河流、小欖仁、針葉皇冠、紅雨傘、稻穗、長葉九官、大寶塔;死亡的水草為大細葉太陽、小榖精、日本簀藻,剛好都是作為軟水種植的指標水草。這次雖然共計以20種水草進行實驗,且把整個兩呎缸塞得滿滿,假設水草種類達600種,這次的實驗樣本數也不過是總量的3.33%而已,有無其參考價值各位自行衡量。

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_42.jpg

▲關於使用鈉型軟水樹脂期間的水質硬度狀況,在使用硬度試劑的方面,測量GH時都只滴一滴就變色,所以並不清楚到底是0dGH還是1dGH(0~17.9ppm),獅子這邊就先認定為1dGH。實驗期間總共紀錄16次,可看出鈉型軟水樹脂只能降低GH,對KH幾乎沒有任何影響能力,基本上要同時調降GH及KH需要使用氫型軟水樹脂或RO水。

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_43.jpg

▲每次換水時自來水經鈉型軟水樹脂處理再進入魚缸的TDS的數據,可看出鈉型軟水樹脂在做離子交換的過程的交換並非1:1的固定比率,由測試的數據來看,實不易導出一個很明確的規則。

鈉型軟水樹脂用於水草缸之疑慮_44.jpg

▲接下來就是與本實驗無直接關聯,獅子額外取得的數據,相信大家都知道水溫越低CO2的溶解度就會越高,而CO2溶解度越高就會連帶降低pH,關於這43天實驗期間的水溫變化為攝氏21.9~29.3度,中間差距為7.4度,在開燈前未提供CO2的情形下,pH的變化為7.8~8.4;在開燈提供CO2到關燈後停止供應CO2的pH為6.9~7.1,雖然pH是取Log來計算,但在攝氏21.9~29.3度之下,正常的CO2供給量似乎左右pH的能力較不顯著。

  從植物的生理著眼,鈉型軟水樹脂釋放出過多的鈉離子進入水體,會因滲透壓的關係會使水草體內水分出現外滲;破壞植物細胞生理及排斥對某些元素的吸收等情形,無疑也是「鹽害」的一種體現。既然存有這些缺點,那為何ADA還會推出自己的玻璃軟水器?獅子手上沒有該公司此項產品,不過單從影片檢視此軟水器的外觀與運作,不難看出當中鈉型軟水樹脂用量比本實驗所用的量少上許多,而且本實驗是一次將水全部處理到位,ADA的則是可藉由節流閥調整流速來慢慢地去改變水的硬度,整體上pH及鈉離子上升速度比較緩慢,但是也因為裝填的鈉型軟水樹脂量不夠多,能處裡的水量恐有不足且需要經常做還原的動作。

  本實驗的結論,鈉型軟水樹脂並非完全不能使用於水草缸,須視使用者所在地的水質判斷,若當地水質GH太高,則在大幅降低GH的當下,同時也會受到樹脂本體所生的水解反應影響,導致水質趨於鹼化,以致於發生pH及鈉離子攀高的情形。在面對高硬度的水質環境,若堅持要使用鈉型軟水樹脂,個人是不推薦全部的水都用一般我們俗稱「三胞胎」的飲水機過濾器或直接將軟水樹脂放在水族過濾器裡來產製軟水,建議採其他折衷方式,例如:透過比例配置的方式先在外將調製完成的水,依各缸的水質需求倒入缸內調和來達成所需要的數值範圍,或是借用ADA的想法,另外接一個軟水處理器來控制流量等方法。猜想ADA在出該項產品前,應該也有做過跟獅子一樣的實驗,也發現同樣的問題點,最終選擇折衷的方案來改變水體硬度。在水族的領域不單單只有軟水樹脂會左右水質,其他尚有濾材、造景用的底砂及石材等皆有機會影響水質,這些都是值得我們考慮的要項。

  已知鈉型軟水樹脂將其浸泡稀鹽酸可轉變成氫型軟水樹脂,或直接購買氫型軟水樹脂即可避免鈉離子的問題,然本文重點是學理提出鈉型軟水樹脂較不適合水草缸這點來實證,或許有人覺得本實驗很愚蠢,多年前從理論上就已經得知結果會如何,何必耗費成本做這種無聊的驗證;獅子認為這就是實驗精神的珍貴,理論經驗證後才會增強自己的信心,這是追求真理的發想,科技能進步到今日這個地步,甚至未來人類登陸外星球移居,都是要仰仗一群笨蛋最終透過實驗發現真實不是嗎?

參考資料

沼澤缸之家:鈉離子(Na)或鹽度(Salinity)對水草的影響,2007

翠湖:為何鈉型離子交換樹脂不適合使用於水草缸,2003

延伸閱讀

みずがめノ獅子,針對珊瑚所耗元素補充之實證,2017

みずがめノ獅子,自製水草液肥,2017

みずがめノ獅子,各式水族培菌濾材概述,2018

みずがめノ獅子,各式水族培菌濾材對水質之影響,2018

翠湖:為何軟水樹脂不能直接在水草缸使用,2010

簽名檔

 

創作者介紹
創作者 みずがめノ獅子 的頭像
みずがめノ獅子

ここはみずがめノ獅子の生活に記録するブログです

みずがめノ獅子 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()