认识水质的硬度

gh

作者:James Clarke(英国水草协会创始会员)
翻译:Erich Sia

大部分的人在测量水族缸和自来水的水质时,都会用两种水质测试工具:GH 和 KH。
GH 是指总硬度(或一般硬度),测量的是水中所有的多价阳离子;KH 是指碳酸硬度(或暂时硬度),测量的是和碳酸根(CO3–)与碳酸氢根(HCO3-)结合的多价阳离子。(译注:请大家看清楚 KH 的定义了,别再以讹传讹了。)

GH 和 KH 两者的表示都以等价碳酸钙(CaCO3)来表示。所谓的多价阳离子是指带有两个正电荷以上的阳离子,例如 Ca++、Mg++、Al+++ 或 Fe+++。

大部分的人所不懂的是,水族缸的 KH 测量,其实并不是真的在测量 KH,而是在测量总碱度(Alkalinity)。总碱度和水质的硬度没有任何的关系,而是和水体的缓冲能力有关,意思就是中和氢离子的能力。此一碱度来自许多不同的化合物,不过碳酸的碱度在我们的水族缸中,可说是最重要的一个。其他也能影响到碱度的化合物还有很多,举几个例子如:磷酸、硝酸和硅酸等等。

让我们回到水质的硬度。对于水质硬度的表示,有三种型式。

总硬度(GH)是水中所有多价阳离子的总量,可以分成两个部分,暂时硬度和永久硬度。
暂时硬度(KH)是与碳酸根和碳酸氢根结合的多价阳离子之总量。
永久硬度是除了碳酸根和碳酸氢根以外所有的多价阳离子之总量,例如氯化合物和硫酸根等等。

总硬度 = 暂时硬度 + 永久硬度

暂时硬度(KH):
要降低暂时硬度很简单。只要将水煮开就能很有效的除去了,因为热能会分解碳酸氢根,形成不溶于水的碳酸根化合物,可以轻易的加以滤除。要提升 KH 的话,可以添加碳酸氢钙或碳酸氢镁。

添加小苏打(碳酸氢钠)并不会提高 KH,因为钠离子(Na+)本身并非多价阳离子,不过会提高水体的碱度,原因正如上述。

永久硬度:
要降低永久硬度,可透过添加软水的稀释方式,例如雨水或逆渗透水,或者以去离子或逆渗透系统来过滤。要注意的是,很多软化水质用的离子交换树脂,是用钠离子来取代多价阳离子。钠型的离子交换树脂,不要用在水草缸中。要提高永久硬度,只要添加硫酸钙或硫酸镁即可。

总硬度(GH):
总硬度是暂时硬度和永久硬度的组合,只要二者其中之一有所变化,就会影响到 GH。所以添加煮过的水或去离子水,都能降低 GH;添加任何型式的钙盐或镁盐,都能升高 GH。

对水草缸而言这一切代表的意义为何?

GH 或总硬度的测试工具基本上非常的好,的确是测量出所宣称的测试。

GH 可说是个好东西,因为水草同时需要钙和镁才能存活。如果水质的 GH 非常的低,就有必要添加 GH 提升剂或类似的产品,通常里面所含的是硫酸钙和硫酸镁。大部分的水草对于 GH 的适应范围很广,除非水质的 GH 高到了极点,否则是不需要担心的。

会有问题的是 KH 测试工具,因为 KH 测量的并不是水质的硬度,而是碱度。这其实并没有关系,因为我们感兴趣的并非是 KH,碱度对我们来说更加的重要。

水草并不需要碱度来成长,所以我们能够将水族缸的碱度保持在零,不过这需要大量的换水以保持水族缸的稳定,因为其他影响碱度的化合物会日渐累积。有些水草和鱼类不喜欢高浓度的碱度,如果要饲养这些品种的话,最好的方法就是透过逆渗透来调降碱度。鱼类对碱度的变化非常敏感,所以任何的改变都要花一段时间缓慢进行。

添加强酸也可以降低碱度,例如盐酸能在水中添加氢离子。我听过有些人在水族缸中添加强酸来降低碱度,不过如果水族缸内有活体的话,我高度建议别这么做。

在水族缸内添加二氧化碳丝毫不会影响到碱度(或 KH 测试工具)。因为二氧化碳在水中会形成等量的氢离子和碳酸氢根离子,
所以抵销了彼此的作用。

附注:
在 100 公升水中添加 3.0 公克的碳酸氢钠(NaHCO3)能够提升碱度 1 dKH;
在 100 公升水中添加 3.6 公克的碳酸氢钾(KHCO3)能够提升碱度 1 dKH。

在 100 公升水中添加 3.1 公克的硫酸钙(CaSO4.2H2O)能够提升总硬度 1 dGH;
在 100 公升水中添加 4.4 公克的硫酸镁(MgSO4.7H2O)能够提升总硬度 1 dGH。

转载自:http://www.paludarium.net/6/post/2010/08/192.html

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