التوازن الأيونى – حتى تحصل على حوض ناجح

التوازن الأيونى – حتى تحصل على حوض ناجح

“هذا المقال قمت بترجمته من المقال الأصلى للمهندس جاستن ليونى بعد مناقشته وسماحه بنشره لدى موقع هوايتى”

إذا كنت تريد الحفاظ على الشعاب المرجانية بشكل ناجح! فهذه المقالة مقدمة للمبتدئين والقدامى على حد سواء، أنا عن نفسي أربى الأحياء البحرية والمياه العذبة على حد سواء منذ أكثر من عشرين عاما، خلال هذا الوقت قمت بمشاركة العديد من الأشخاص، والكتب ومقالات المجلات، وكذلك مقالات الإنترنت بكم هائل من المواضيع، ولكن كل هذه المعلومات لم نكن تساوى ما أنا على وشك أن أطرحه عليكم الآن، أعرف صديق جيد اسمه برهان عمران، وضع يدى على مفهوم “التوازن الأيونى” الذى غير وجهات نظري عن كيفية عمل الكيمياء في أحواض المياه المالحة للأبد، إذا لم تكن قد سمعت عن هذا المفهوم أو إذا كنت تثق بي فأعدكم أنه سوف يغيير العالم الذي تعيشون فيه مع أحواض المياه المالحة! هذه المفاهيم تعمل بغض النظر عن المكان الذى جاءت منه الشعب المرجانية الخاصة بكم، سواء كانت من البحر الأحمر أو المحيطين الهندي والهادئ، لا يهم مياه البحر وكيميائها الواسعة عبر العالم فهى مشابهة جدا للمناطق المدارية.
التوازن مصطلح فضفاض وكبير يطرحه الكثير من الهواة، ولكن نادرا ما تجد من يفهمه بحق، الكثير منا في هذه الهواية يقول أننا بحاجة للحفاظ على النسب فى أحواض المرجان بين نسب أو قيمة معينة، وهذا يمثل ضرر وعقبة كبيرة نضعها أمام المبتدئين في هذه الهواية وكأننا نضع لهم نقاط للفشل قبل بدء الهواية، على سبيل المثال دعونا نلقي نظرة على الكالسيوم و KH، لقد سمعنا جميعا أننا بحاجة للحفاظ على مستويات الكالسيوم لدينا ما بين 420 و 500 جزء في المليون، ولقد سمعنا جميعا أيضا أنه ينبغي لنا أن نحافظ على DKH بين بعض الأرقام التعسفية مثل 7.0 و 11.0.
ومع الإهتمام بهذه المعلومات ستجد العديد من الهواة يبدء فى اختبار النسب ويأتي بنتائج كما يلي؛ الكالسيوم 520 جزء في المليون و DKH 7.1 ، ويظن أن نظامه أو الحوض فى حالة جيدة، وفى الحقيقة أن نظامه ليس بحاله جيدة وهناك الكثير من الحالات يكون الحوض مطابق لهذه المعايير ومن المرجح أن تنمو الطحالب الشعر وغير ذلك من المشاكل.

التوازن الأيوني (والتي سأشير إليها في هذه المقالة بـ IB) هو المصطلح الصحيح والذى يمكن اختياره فى نهاية المطاف، إذا كان لديك القدرة على الوصول إلى مياه البحر الأحمر يمكنك بسهولة حساب النسب بها، ولكن إذا كان لديك شعاب مرجانية مختلطة من مناطق مختلفة حول العالم فهذه المعادلة سوف تخدمك أيضا بشكل جيد، مياه البحر فى الطبيعة تتكون كيميائيا من أكثر من سبعين عنصر مختلف، ثلاثة من هذه المكونات هي في غاية الأهمية لنمو الشعاب المرجانية التي نسعى يائسين أن نجعلها تنمو وتنتشر، هذه الثلاثة عناصر الأساسية هي الكالسيوم Ca ، والمغنيسيوم MG والـ KH، وهناك العديد من العناصر الأخرى التي تساعد في نمو الهيكل العظمي وغيرها التي تساعد في توليد الألوان والصبغات، ولكن فى هذه المقالة أريد أن أركز على هذه الثلاثة عناصر المهمة.

IB أو التوازن الأيونى هو مفهوم بسيط جدا و يمكن القول بسهولة أنه: لكل أيون واحد من KH يجب أن يكون هناك 3.14 أيونات من الكالسيوم ولكل 1 أيون من الكالسيوم يجب أن يكون هناك 2.75 أيون من المغنيسيوم ، هذا قد يبدو غير واضح قليلا أو صعب ولكن أعدك أن أبسط لك الأمور.
حسنا دعونا نبدء مع KH ، العديد من الهواة يجدون صعوبة في الحفاظ على القلوية في شكل سليم مع الكالسيوم أو المغنيسيوم ، لذلك قم باختبار KH الخاص بك الآن.
دعونا نفترض أنك اختبرت نسبة الـ KH وكانت نتيجة الـ DKH تبعا للمقياس الألمانى هى 7.5 DKH .
DKH أوقات كتيرة لا تساعدنا بشكل جيد لأنها لا تقاس كجزء في المليون مثل الكالسيوم PPM ، لذلك نحن بحاجة لتحويلها إلى جزء من المليون.
تذكر جيدا هذا العدد 17،858، وذلك لتحويل نسبة الـ DKH التى لدينا إلى رقم نستطيع استعماله، كل ما عليك القيام به هو ضرب نسبة الـ DKH فى 17،858 لتحصل على القلوية كجزء في المليون ppm KH .
باستخدام القيمة المفترضة وهى 7.5 نقول 7.5 * 17.858 = 133.935 أو 134 جزء في المليون ppm 134.

ممتااااااااز الآن لدينا قطعة من اللغز قمنا بحلها، يمكننا الآن يمكن وضعها في الجزء الاول من معادلة التوازن الأيونى و التي تقول أن
dKH * 3.14 =  BCa or Balanced Calcium
القلوية*3.14 = كالسيوم متوازن.
إذن 134 * 3.14 = 420.76 أو 421، وهذا يعني أنه عندما يكون الـ KH فى مستوى 7.5 فنحن فى حاجة إلى أن يكون الكالسيوم 420 جزء في المليون حتى يكون الاثنان في حالة التوازن الأيوني .

حسنا ننتقل الآن إلى الجزء الثانى من معادلة التوازن الأيونى وهو الجزء الخاص بالكالسيوم، الآن نحن بحاجة لاختبار مستويات الكالسيوم فى الحوض، دعونا نفترض مرة أخرى أننا اختبرنا الكالسيوم لدينا و كانت نتائج الاختبار هى 485 جزء في المليون 485 ppm.
ونحن نعلم مسبقا من اختبار DKH انه يجب أن تكون نسبة الكالسيوم 420 جزء في المليون، وطبعا 485 أكبر بكثير من 421 لذلك فمستوى الكالسيوم لدينا مرتفع جدا بالنسبة لمستوي الـ KH الحالي.

إذا كانت مستويات الكالسيوم لدينا عالية جدا فهذا يعني أننا بحاجة إلى زيادة مستوي الـ KH حتى يكون هناك توازن مع الكالسيوم، ولكن كيف يمكننا معرفة ذلك وتحقيقه؟ باستخدام المعلومات التي سبق وقدمناها لك، يمكنك بسهولة معرفة كيف نقوم بهذا الأمر.
الخطوة الأولى هى معادلة إضافة الـ KH وهى على النحو التالي : ((Ca – BCa) / 3.14) / 17.858 = dKHn (dKH needed).
485-421 = 64
64 / 3.14 = 20.38
20.38 / 17.858 = 1.14
إذن هذا يعني أننا بحاجة إلى رفع الـ DKH بنسبة 1.14 لتكون متوازنة مع مستوي الكالسيوم الحالي.
وتجدر الإشارة إلى أنه في فى أحواض المرجان الصلب يجب أن لا يتم رفع أى نسبة من عناصر المياه أكثر من عشرة في المئة كل 24 ساعة، لذلك قد يستغرق الأمر عدة أيام للحصول على مستويات مناسبة (التوازن) وفي الحالات القصوى قد تصل إلى شهر.

أخيرا دعونا نلقي نظرة على المغنيسيوم وهو العنصر الأخير فى هذا المقال، لأننا نعلم أن فى حالتنا الراهنة كان مستوى الكالسيوم 485 جزء في المليون، إذن يمكننا أن نحل النصف الآخير من المعادلة الأولى وهو:
Ca * 2.75 = BMg or Balanced magnesium
نسبة الكالسيوم * 2.75 = نسبة توازن المغنسيوم.
لذلك دعونا نضع الأرقام في ونرى ماذا يحدث!
485 * 2.75 = 1333.75 أو 1334 ppm.
الآن نقوم باختبار المغنيسيوم ولنفرض أن النتيجة كانت 1280 جزء في المليون المغنيسيوم.
وهذا يعني أننا سنحتاج 54 جزء في المليون للوصول لهذه النسبة من المغنسيوم وتحقيق التوازن.

في الختام سيكون من السهل بما فيه الكفاية أن تأخذ عينات من مياه البحر الأحمر إذا كان لديك حوض معظمه شعاب مرجانية من البحر الأحمر وتقوم بمعرفة هذه النسب وتحاول أن تكون قريبا منها فى حوضك، لكن لايوجد شيء يمكنك القيام به ويعطيك نمو ممتاز للمرجان سوى أن تحافظ على التوازن الأيوني بشكل جيدة في الحوض الخاص بك.

النص الأصلى:

So you want to keep a successful saltwater reef! This article is for beginners and veterans alike, myself I have been keeping, breeding and propagating marine and freshwater animals alike for well over twenty years. During this time I have engaged numerous people, books, magazine articles, as well as Internet articles on a vast amount of subjects. But none of anything of this information was worth what I’m about to share with you. A really good friend of mine Burhan Imran, laid on me a concept which forever changed my views of how chemistry works in a saltwater aquarium. If you haven’t heard about this or if you trust me I promise it’ll change your salty world too! This concepts works no matter where your corals hail from. Whether that is the Red Sea or the Indo-Pacific, it doesn’t matter sea water and it’s chemistry world wide in the tropics is very similar

Balance is a term that is loosely thrown around by hobbyists, but rarely do they really understand it’s meaning. Many of us in this hobby have been told that we need to keep our reef parameters between certain points. This is a terrible disservice to beginners in this hobby and is only setting them up for failure. For instance lets take a look at calcium Ca and carbonate hardness KH. We have all heard that we need to keep our Ca levels between 420 and 500 ppm, and we have all also heard that we should keep our dKH between some arbitrary numbers like 7.0 and 11.0. Charged with this information many beginning hobbyists will tests their parameters and come up with something like the following; 520 ppm Ca and 7.1 dKH and assume their system is in good shape. Well this isn’t the case and in a lot of instances a system with these parameters is likely to grow hair algae

Ionic balance (which I will refer to as Ib in this article) is the true term and ultimately it can be tested, if you have access to Red Sea water you can easily calculate it specifically for the Red Sea, but if you have a mixed reef from various areas around the world’s tropical region this formula will serve you just as good. In nature sea water is chemically made up of more than seventy different components. Three of these components are extremely important to the growth of corals that we so desperately want to grow and propagate. These three key elements are Ca, KH and Magnesium Mg. There are several others which aid in the actual skeletal growth and others which aid in pigmentation generation, but for the purpose of this article I want to focus on the big three

Ib is a very simple concept and it can be easily stated like such; for every 1 ion of KH you should have 3.14 ions of Ca and for every 1 ion of Ca you should have 2.75 ions of Mg. This may sound a little overwhelming but I promise it’s not. So lets start with KH, many hobbyists have a harder time keeping alkalinity in line than Ca or Mg, so test your KH. Let us assume that you tested your KH and in the German dKH scale you have 7.5 dKH. dKH how ever doesn’t help us to much because it’s not in ppm like our Ca, so we need to convert it to ppm. Remember the number 17.858! So to convert our dKH into something usable all we need to do is take our dKH and multiply it by 17.858 to find our KH ppm. Using the assumed value of 7.5 we would say 7.5 * 17.858 = 133.935 or 134 ppm. Now that we have that piece of our Ib puzzle solved we can now plug that into the first part of our Ib formula which is dKH * 3.14 = bCa (balanced calcium). So 134 * 3.14 = 420.76 or 421. This means for our current KH level we would need 420 ppm Ca to have the two in ionic balance

So now we need to test our Ca levels. Let us assume again that we tested our calcium and the results of our test was 485 ppm. We know from our dKH test that to be in total ionic balance we needed 420 ppm calcium and since 485 is greater than 421 we can amass that our Ca levels are too high for our current KH levels. If our Ca levels are too high then that means we need to increase our KH levels to be in balance with our Ca. But how do we figure our just how much? Using the information I previously gave you, you can easily figure this out. Let us step through it however so you can see it. The equation for adding KH would be as follows; ((Ca – bCa) / 3.14) / 17.858 = dKHn (dKH needed). So let us plug in the actual numbers, 485 – 421 = 64 and 64 / 3.14 = 20.38 and 20.38 / 17.858 = 1.14 This means we need to raise our dKH by 1.14 to be in balance with our current calcium levels. It should be noted that in SPS dominated tanks you shouldn’t raise any parameter more than ten percent in any given twenty four hour period, so it may take you several days to obtain proper levels and in extreme cases as much as a month

Finally let us take a look at Mg. Since we know our current Ca level is assumed at 485 ppm we can plug that into the other half of our Ib formula which is Ca * 2.75 = bMg (balanced magnesium). So let us put the numbers in and see what we get! First we will do 485 * 2.75 = 1333.75 or 1334 ppm. Now we will test our Mg and lets assume that we tested and the results came up to 1280 ppm Mg. This means we would need 54 ppm Mg and we could easily armed with that information figure out how much Mg to add to our reef

In conclusion it would be easy enough to take samples of Red Sea water if you have a system which is all Red Sea dominated corals and tweak these formulas. But nothing you can do will give you explosive growth like keeping good ionic balance in your aquarium

Happy Reefing

مع تحيات موقع هوايتى