---

OXID UHLIČITÝ - CO₂
a jak jej dostat do vody?

---

Vladimír Pelikán
© 2002

Poslední aktualizace: 05-2002
 

   Oxid uhličitý - CO₂ - je pro rostliny hlavní živinou, bez níž by nebyl možný jejich úspěšný růst. Přirozenému zdroji CO₂ v akváriu (dýchání ryb, mineralizační procesy, difuze ze vzduchu), kterým si většina rostlin evolučním vývojem přizpůsobených trvalému růstu pod vodní hladinou dokáže pokrýt potřebu uhlíku, jsem (nejen) na těchto stránkách věnoval dostatečný prostor. V akváriích s malým množstvím ryb nebo ve speciálních akváriích s rychlerostoucími druhy rostlin (často svou přirozeností spíše bahenních, než typicky vodních - submerzních), může být zásoba CO₂ z vody při intenzívní fotosyntéze odčerpána a CO₂ se stane limitujícím faktorem růstu rostlin. Pro rostlinové akvárium bez ryb je jediný zdroj CO₂ - pronikání ze vzduchu difuzí, případně podpořený provzdušňováním vodního sloupce či nuceným čeřením vody - mnohdy nedostačující (nízká koncentrace CO₂ ve vzduchu - pouhých 0,036 %). Již řadu let jsou používány různé metody, jak CO₂ přidávat do akvária uměle.

   Přirozená (rovnovážná) hladina rozpuštěného oxidu uhličitého ve vodě se pohybuje (v závislosti na teplotě vody a tlaku nad hladinou) zhruba od 0,4 do 0,7 mg CO₂/litr. (Viz také Plyny ve vodě...)
V přírodě může nastat (a nastává - není to však pravidlem) situace, kdy ve vodě může být CO₂ obsažen v mohem vyšší koncentraci (výron podzemních nebo minerálních vod přesycených CO₂ , intenzívní rozklad organické hmoty ve vodě atd.), ale i naopak - při intenzívní fotosyntéze řas či hustých porostů rostlin může být z vody odčerpán na zanedbatelnou úroveň. Mezi rostlinami jsou značné odlišnosti ve schopnosti využívat nízkých koncentrací CO₂ - typicky vodní rostliny k plnému růstu nepotřebují vysoké hladiny oxidu uličitého, zatímco druhy spíše bahenní vyžadují k plnému růstu hladiny vyšší (podobně je tomu i v nárocích na možství světla). Vyšší hladinu CO₂ však neodmítnou zřejmě žádné rostliny v akváriu - pokud je tato ve vyváženém poměru k ostatním růstovým faktorům.

Koncentrace oxidu uhličitého CO2 rozpuštěného ve vodě ze vzduchu je nepatrná v porovnání s koncentrací dosažitelnou sycením čistým plynem.

   V zahraničních pramenech i různých reklamních příručkách je doporučována maximální hranice koncentrace CO₂ v dodatečně sycených akváriích do 35 až 40 mg CO₂/litr. To je ale již hodnota zhruba 100x vyšší, než přirozená rovnovážná koncentrace oxidu uhličitého ve vodě. (Minerální vody mohou mít koncentraci ještě podstatně vyšší - CO₂ od 1000 mg/l výše.) Voda přesycená oxidem uhličitým ale může být akvarijním rybám také nebezpečná. CO₂ má na rybí organismus narkotizační účinky *[1]. K využití CO₂ jako anestetika pro ryby je doporučována hladina od 200 - 400 mg CO₂/litr, což je "jen" 5x až 10x více, než max. hladina doporučovaná pro rostlinová akvária !!!. Případů, kdy akvaristé nadměrným sycením akvária CO₂ (obvykle v noci) doslova otrávili ryby ve svém akváriu, je známa celá řada. Tato zkušenost bývá běžná zejména při nerovnoměrném vývoji kvasné reakce v nádobě - vyvíječi CO₂ , kde produkce plynu samovolně nečekaně stoupne a zvýšená dodávka CO₂ do akvária pak vykoná "dílo zkázy" místo očekávaného užitku.
Předešlé řádky by měly být varováním všem, kteří bezmyšlenkovitě přebírají cizí návody bez znalosti souvislostí. Doporučuji proto (zejména u malých akvárií do 100 litrů objemu) nejvyšší obezřetnost při využívání této metody "hnojení" zejména nezkušeným začínajícím akvaristům, jejichž problémy aplikátory CO₂ obvykle stejně nevyřeší.

   Více o vlivu množství světla a CO₂ na intenzitu růstu akvarijních rostlin najdete v textu:
Akvarijní rostliny, fotosyntéza, světlo a CO₂,
Výživa akvarijních rostlin.

*[1] Svoboda M., Kolářová J.; Vodňany 1999: Přehled anestetik používaných v chovech ryb.
Sborník referátů (Jihočeská univerzita v Č. B., Výzk. ústav rybářský a hydrobiologický ve Vodňanech)

---

JAK DOSTAT CO₂ DO VODY?

---

Zásobníky - SYTIČE CO₂ využívající difuze

   Nejznámějším (resp. u nás dosud snad nejvíce propagovaným) způsobem, jak dodatečně obohatit vodu v akváriu přídavkem CO₂ , je jednoduchý zásobník upevněný pod hladinou vody v akváriu. Průhledná nádržka či nádoba otočená dnem vzhůru, do které je z vnějšího zásobníku pravidelně vpuštěn oxid uhličitý, je levnou a nenáročnou pomůckou. U nově budovaného akvária je možno vlepit slepenou skleněnou nádobku na zadní (vnitřní) stěnu. Její princip je založen na skutečnosti, že v akváriu je dodatečně vytvořena "hladina" téměř čistého (100 %) CO₂ - čím je její plocha větší, tím více plynu do vody přechází procesem difuze (pronikání molekul - viz difuzní rychlost). Protože z hladiny tvořené vzduchem přechází do vody jen nepatrné množství CO₂ - nad hladinou je ho pouhých 0,036 % - je i relativně malá plocha vytvořená dodatečně vloženou nádobkou se zhruba 100 % koncentrací plynu významným přírůstkem zdroje CO₂ pro akvárium.
Výhodou této metody je jednoduchost a nízká pořizovací cena (je možno využít tzv. "sifonových bombiček" pro domácí výrobu sodové vody a do zásobníku v akváriu přidávat plyn hadičkou nataženou z láhve, nebo z reakční nádoby, v níž probíhá lihové kvašení). Kvasný proces založený na lihovém kvašení (láhev + voda + cukr + kvasnice; vedlejším produktem je CO₂ odváděný hadičkou do akvária) může být také snadno dostupným zdrojem. Jeho nevýhodou je však nerovnoměrný vývoj plynu a tudíž i nesnadná regulace jeho množství. Byly zaznamenány případy, kdy se část obsahu kvasné nádoby hadičkou vytlačila do akvária. Na levné vyzkoušení "hnojení" oxidem uhličitým je to metoda dostupná a ilustrativní.
Nevýhodou tohoto způsobu je závislost na velmi nízké difuzní rychlosti (rychlost pohybu molekul vodním sloupcem). Důsledkem je pomalé šíření rozpuštěného CO₂ do celé nádrže. Proto je žádoucí mírný pohyb vody v akváriu, tzv. konvekce. Konvekční pohyb vody (rychlost je o mnoho řádů vyšší, než difuzní) pomůže rovnoměrně roznést CO₂ v celém objemu. Metoda je použitelná pro malá akvária, pro velká se příliš nehodí. Nebezpečí vyplývá i pro některé druhy akvarijních ryb, využívající přídavné dýchání (čichavci, sumečci apod.) vzduchu z hladiny akvária - omylem se mohou nadechnout CO₂. Je proto vhodné zabránit vstupu ryb do prostor sytiče (pod hladinu s koncentrovaným plynem a jeho roztokem) např. plastovou mřížkou či jakýmkoli jiným vhodným způsobem.

Princip difuzního sytiče CO₂ pro akvária:

   U akvarijních nádrží přesycovaných čistým oxidem uhličitým (nad rovnovážnou koncentraci úměrnou rozpuštění ze vzduchu) má CO₂ zvýšenou snahu přecházet do vzduchu (resp. do prostředí s nižší koncentrací). Proto nejsou doporučovány provzdušňovací systémy a prudce proudící voda (filtry apod.). Je však nutno brát ohled na ryby v akváriu, které ke svému životu potřebují přiměřenou koncentraci kyslíku; ta může být přesycováním čistým CO₂ snižována (oproti normální - rovnovážné hodnotě nasycení O₂ ze vzduchu), zejména v nočních hodinách, kdy akvárium není osvětleno, neprobíhá fotosyntéza, rostliny spotřebovávají kyslík a vylučují CO₂. Hladina kyslíku pak může výrazně klesnout a ryby se mohou udusit. Souběžně s tímto důsledkem nedostatku kyslíku se ryby mohou ještě otrávit nadbytkem rozpuštěného CO₂. Prevencí proti takovému nebezpečí je vypínání přesycování oxidem uhličitým nejméně hodinu či dvě před zhasnutím osvětlení akvária (u výše popsaných difuzních sytičů je vhodné vyzkoušet dávku, která se rozpustí do vody během jediného dne - zde je však nebezpečí menší díky nízké účinnosti této metody). Jistotou je zavedení nočního provzdušňování akvária, které zamezí extrémnímu zvýšení koncentrace CO₂ a doplní chybějící kyslík ze vzduchu.

PRŮTOKOVÉ SYTIČE CO₂

   Průtokové sytiče CO₂ využívají kromě difuze plynu do vody nucené promývání difuzní (rozpouštěcí) zóny vodou z akvária (vnějšího či vnitřního filtru apod). Tím je zajištěn dobrý přenos molekul rozpuštěného CO₂ do akvária a jeho přiměřené rozptýlení v prostoru. Plyn je vpouštěn do uzavřeného válce s protékající vodou, perforace přepážky (díry vylisované či navrtané v plastové desce nebo přiměřeně hustá mřížka, síto apod.) nesmí pustit bublinky CO₂ do horní části, ale současně nesmí příliš bránit volnému průtoku vody sytičem. Voda vytékající ze sytiče může být hadičkou odvedena co nejblíže k hustým porostům rostlin.
Výhodou je možnost umístění sytiče mimo akvárium (neruší interiér), volba velikosti přiměřené objemu akvária (lze snadno i amatérsky vyrobit - slepit z plastů - libovolnou velikost). Menší provedení jsou v prodeji (nejsou právě levná...). Tento promývací sytič se jeví jako nejúčinnější princip ze všech dostupných.

Princip průtokového sytiče CO₂ pro akvária:

   Průtokové sytiče odstraňují možná rizika otravy ryb v difuzní zóně, avšak jejich vysoká účinnost možnost předávkování v akváriu zvyšuje. Považuji za nezbytné odpojování přívodu CO₂ v nočních hodinách (vhodnou úpravou je možno zajistit přívod vzduchu do sytiče a noční provoz - provzdušňování vody, tedy odstranění kyslíkového deficitu). Provzdušňování vody přímo v akváriu (např. pomocí tzv. difuzoru napojeného na výtok z filtru nebo provzdušňovacím kamenem apod.) bych však v tomto případě považoval za vhodnější. Ve zvláště odůvodněných případech (intenzívní chovy ryb) je takového sytiče možno využít i ve spojení s čistým (medicinálním) kyslíkem.

Další metody využívané k dodávce CO₂ do akvária

   Všechny ostatní metody použitelné k rozpouštění oxidu uhličitého do vody jsou již jen variacemi na popsané (výše uvedené) principy. Snadno si lze představit sytič tvořený uzavřeným válcem naplněným tímto plynem, do nějž je rozstřikována voda přiváděná od čerpadla (filtru). Řešením je také voda pouze stékající po vnitřních stěnách nádoby naplněné CO₂ , případně doplněné vodorovnými kaskádovitě uspořádanými deskami, po nichž může voda stékat do spodní části. Jako vnější zařízení akvária by takový sytič byl jistě výrobně jednodušší (a nikoli méně účinný), než předchozí zobrazený typ. Různých (v detailech odlišných) zařízení by bylo možno navrhnout celou řadu (tvořivosti akvaristů se meze nekladou...). Příkladem může být tzv. skrápěcí sytič (podobné uspořádání je používáno např. u skrápěcích nitrifikačních kolon). Velká kontaktní plocha kuliček (skleněných, plastových, používají se i oblázky, štěrk apod.) umožňuje snadné rozpouštění plynu do protékající vody, jejíž styčný povrch může mnohonásobně překročit možnosti předešlých řešení. Tohoto principu je možno využít i v mořské akvaristice (místo kuliček vložit vápencové úlomky) k účinnému rozpouštění vápence do vody vznikající kyselinou uhličitou.

Princip skrápěcího sytiče CO₂ pro akvária:

   Závěrem by snad bylo vhodné upozornit na některá špatná (velmi málo účinná) řešení. Viděl jsem například v obchodě nabízený "aplikátor" tvořený spirálovitě stočenou skleněnou trubičkou, do které se ve spodní části vpouštěly bublinky plynu. Poněvadž časová délka "pobytu" plynové bublinky ve spirále je příliš krátká na to, aby se zcela rozpustila ve vodě, vycházela horní částí ven - na hladinu akvária - zcela bez užitku. Podobnou "účinnost" mohou mít i různé "rozprašovače", které vytvářejí příliš velké bubliny na to, aby se plyn cestou na hladinu bezezbytku rozpustil. CO₂ je přitom asi 40x rozpustnější ve vodě, než kyslík. Proto všechna řešení, která zbytečně ztrácejí do vzduchu draze nakoupený oxid uhličitý bez rozpuštění ve vodě, považuji pro akvaristické účely za špatná, přestože finanční ztráta se někomu může zdát malá nebo zanedbatelná.

Vladimír Pelikán