Význam. Oxid uhličitý je plyn bez barvy a zápachu. Atmosféra obsahuje přibližně 0,033 % CO2. Oxid uhličitý není toxický. To dokazuje například skutečnost, že můžeme bez poškození pít nápoje obsahující CO₂, nebo že krev v žilách obsahuje asi 50 až 60 % objemových CO₂.  Pokud však vzduch, který dýcháme, obsahuje extrémně vysoké množství CO₂, může být absorpci kyslíku v důsledku vytěsnění zabráněno život ohrožujícím způsobem; lidé se dusí, když vzduch obsahuje asi 300násobek normálního množství CO₂. Totéž platí obdobně pro vodu jako životní prostor a její obyvatele. Oxid uhličitý je 1,53 krát těžší než vzduch, takže může tvořit ve spod vrstvu. Když hladina vody v akváriu klesne několik cm pod okraj nádrže, na povrchu vody často spočívá celistvá vrstva CO2, která nemůže odtékat. Ryby dýchající vzduch, například labyrintky, se za určitých okolností v něm mohou udusit. Typický varovný signál: ryby dýchající vzduch plavou po nádrži jako střelené v záchvatech paniky. Chcete-li to napravit, doplňte vodu, dokud není těsně pod okrajem nádrže, nebo ji pomocí vzduchového čerpadla vyfoukněte na hladinu vody. 

Oxid uhličitý se snadno rozpouští ve vodě. Prochází-li vodou normální vzduch obsahující 0,033 % objemových CO₂, získá se při 20 °C obsah CO₂ přibližně 0,5 mg/l. Pokud se místo vzduchu použije čistý oxid uhličitý, obsah CO₂ ve vodě se výrazně zvýší; takto v zásadě funguje hnojení pomocí CO₂.  

Většina oxidu uhličitého ve vodě zůstává rozpuštěna jako plyn. Malá část asi 0,1 % chemicky reaguje s vodou a vytváří kyselinu uhličitou H₂CO₃ podle následující rovnice: 

CO₂ +H₂O -> H₂CO₃ 

Oxid uhličitý + voda -> Kyselina uhličitá 

Kyselina uhličitá snižuje hodnotu pH vody. Z hlediska chemického složení vody je to nejdůležitější kyselina v akváriu. Kyselina uhličitá reaguje například s uhličitanem vápenatým 

CaCO₃ za vzniku hydrogenuhličitanu vápenatého Ca(HCO₃)₂. Ten je vedle hydrogenuhličitanu hořečnatého Mg(HCO₃)₂ nejdůležitější částí tvořící uhličitanové tvrdosti: 

H2CO₃ + CaCO₃<—>Ca(HCO₃)₂  

Kyselina uhličitá + uhličitan vápenatý <-> hydrogenuhličitan vápenatý 

Dvojitá šipka v rovnici znamená, že proces může probíhat i obráceně zprava doleva. K tomu dochází například při nedostatku kyseliny uhličité. Část hydrogenuhličitanu vápenatého se pak rozkládá na kyselinu uhličitou a nerozpustné vápno; uhličitanová tvrdost se tím snižuje. V zájmu akvarijních rostlin je třeba se těmto procesům za každou cenu vyhnout! 

Čím vyšší je uhličitanová tvrdost, tím více kyseliny uhličité je zapotřebí k zabránění vysrážení vápna. Minimální množství požadované v každém případě se označuje jako rovnovážné množství oxidu uhličitého. Množství přesahující tuto hodnotu se často označuje jako přebytek nebo agresivní kyselina uhličitá; „agresivní“ je technicky vzato míněno s ohledem na korozi ve vodovodní síti, nikoliv s ohledem na ryby nebo rostliny! 

Nesmyslně často se v této souvislosti zmiňují rovnovážné tabulky, které jsou z akvaristického hlediska naprosto bezcenné! Všechny tabulky byly stanoveny s nejčistší vodou v laboratoři na pitné vody. Platí jen a pouze tam!!! – Podmínky v akváriu jsou úplně jiné! Měření znovu a znovu potvrzují, že v akváriu – pravděpodobně kvůli organickým složkám – stačí k zabránění srážení vápníku překvapivě málo CO₂, takže výsledky z laboratoře pitné vody nejsou pro akvarijní praxi použitelné! Přesto jsou tyto rovnovážné tabulky z důvodu neznalosti v akvaristické literatuře stále znovu citovány. Bohužel! 

Stejně mylný je i rozšířený názor, že hnojivý účinek CO₂ na vodní rostliny závisí na uhličitanové tvrdosti, protože část CO₂ slouží jako rovnovážný CO₂, a proto je nedostupný! – Skutečnost je taková, že rostliny absorbují všechny druhy CO₂ podle svých potřeb! Mohou ho dokonce z vody zcela odstranit a způsobit tak vysrážení vápna. Procesu, kterému je třeba za každou cenu zabránit zajištěním dostatečného množství CO₂! 

Zdroje oxidu uhličitého. Téměř všichni konzumenti kyslíku v akváriu jsou zároveň zdroji oxidu uhličitého. CO₂ se například uvolňuje při dýchání živočichů a rostlin. Ryby produkují přibližně 15 až 40 mg CO₂ denně na 1 g živé hmotnosti, v závislosti na druhu, velikosti, teplotě atd.  

Rostliny také nepřetržitě dýchají a produkují oxid uhličitý. Během dne je tento proces do značné míry maskován produkcí kyslíku v důsledku fotosyntézy. Denní produkce CO₂ v rostlinách je přibližně 5 mg CO₂ na dm² listů. Během oxidačních čisticích procesů, které probíhají v celém akváriu, vzniká velké množství CO₂, který se koncentruje ve filtru. Například při zpracování 1 cm³ sušeného krmiva (cca 0,25 g) vznikne přibližně 700 mg C0₂! Velké množství CO₂ je také neustále produkováno činností bakterií v substrátu každého akvária; obsah CO₂ ve spodní vodě je pravidelně několik 100 mg/l. 

Konzumenti oxidu uhličitého. Hlavními konzumenty jsou akvarijní rostliny. Oxid uhličitý je pro ně nejdůležitější živinou ze všech, protože přibližně polovinu sušiny rostlin tvoří uhlík! Rostliny syntetizují vysoce kvalitní organické látky a vylučují kyslík, přičemž jako zdroj energie využívají oxid uhličitý a světlo. Spotřeba CO₂ rostlinami silně závisí na přísunu ostatních živin a také na množství světla a teplotě; ve velmi hrubém odhadu činí spotřeba asi 15 mg CO₂ na dm² plochy listu během 12 hodin osvětlení. Rostliny také přijímají značnou část potřebného CO₂ ze substrátu prostřednictvím kořenů a dopravují jej do center fotosyntézy. 

Kromě toho je oxid uhličitý v akváriu „spotřebováván“ uvolňováním CO₂ do ovzduší. Pokud je vodní hladina silně rozvířena, může se ztratit tolik CO₂, že jeho obsah rychle klesne na přibližně 0,5 mg/l; tato hodnota odpovídá rovnováze plynu se vzduchem. 

V dobře osázených akváriích se pravidelně spotřebuje více CO₂, než kolik ho dodají ryby a další producenti. Proto je často nutné dodatečné hnojení CO₂, aby byly zajištěny potřeby vodních rostlin. Některé rostliny, např. Elodea a Myriophyllum, mohou v případě nedostatku CO₂ asimilovat hydrogenuhličitanové ionty (HC0₃^–) jako náhradu, ale před jejich využitím musí ionty HCO₃^– rozštěpit na ionty CO₂ a OH. Tento proces značně zatěžuje energetickou bilanci rostlin. Kromě toho může hodnota pH ve vodě stoupnout až na 11 v důsledku uvolňování OH iontů. Tomu je třeba bezpodmínečně zabránit dostatečným přísunem CO₂! 

Měření. Obsah CO₂ kolísá v denním rytmu. Proto je třeba u každého výsledku měření CO₂ zaznamenat denní dobu, protože z biologického hlediska je podstatný rozdíl, zda je např. 35 mg/1 CO₂ naměřeno ráno nebo večer! Z akvaristického hlediska je vhodných několik metod měření: 

Výpočet. Obsah oxidu uhličitého nebo kyseliny uhličité a uhličitanové tvrdosti společně určují hodnotu pH. Pokud je známa hodnota pH a °dKH, lze s dostatečnou přesností vypočítat obsah oxidu uhličitého. To neplatí, pokud voda obsahuje i jiné pH-aktivní látky, např. výtažky z rašeliny nebo přípravky „pH plus/minus“. V tabulce níže jsou uvedeny nejdůležitější hodnoty. 

CO₂ – FIX (dle KRAUSE). V akvaristické praxi není v žádném případě nutné znát přesný obsah C02; stačí vědět „příliš málo – správně – příliš mnoho“. To lze snadno provést pomocí měření pH, bez znalosti uhličitanové tvrdosti a s jakoukoli vodou, dokonce i s filtrací přes rašelinu! Předtím je třeba pro danou vodu stanovit a zaznamenat dva individuální pH standardy. Za tímto účelem se odebere vzorek vody z akvária a podle návodu se přidá indikátor pH běžně používaný v akvaristice.  

1. Do vzorku vody se pomocí brčka vhání dýchací vzduch. Tím se ve vzorku obohatí o CO₂. Hodnota pH následně klesá a nakonec se zastaví. Zapamatujme si tuto hodnotu pH. To znamená: 60 mg/1 CO₂. 

2. Stejný vzorek vody se poté provzdušní vzduchovým čerpadlem, aby se z vody vypudil CO₂. Hodnota pH se v průběhu procesu zvyšuje, a nakonec se zastaví. Tuto hodnotu pH také zaznamenáváme. To znamená: 0,5 mg/l CO₂. 

V budoucnu bude stačit jediné měření pH v akváriu! Hodnota pH by se měla pohybovat mezi standardem 60 mg/l a středem mezi oběma standardy. Voda pak obsahuje 60 až 6 mg/l CO₂. 

Pro vysvětlení: Jak je známo, každý stupeň pH znamená desetinásobek. Standardy obsahují 60 a 0,5 mg/1 CO₂, takže se liší přibližně 100 krát. Standardy pH jsou proto obvykle 2 x 10, tj. 2 stupně pH od sebe.  

Pro průběžnou kontrolu je výhodné používat trvalý indikátor pH, který na první pohled poskytuje okamžité informace o obsahu CO₂: 

„příliš málo – správně – příliš mnoho“! 

Chemicky. Do vzorku vody přidejte několik kapek fenolftaleinu jako indikátoru pH (pH 8,3). Poté přidávejte kapky roztoku hydroxidu sodného, dokud se kyselina uhličitá zcela nezneutralizuje a nezůstane slabě růžové zbarvení indikátoru. Spotřeba hydroxidu sodného odpovídá obsahu oxidu uhličitého ve vodě. 

H₂CO₃ + 2 NaOH -> Na₂CO₃ + 2 H₂O 

Této reakce se účastní pouze kyselina uhličitá H₂CO₃, nikoli oxid uhličitý CO₂. S klesajícím obsahem se však z rozpuštěného CO₂ okamžitě tvoří nová kyselina uhličitá, dokud je jí ve vodě dostatek (viz rovnice na začátku kapitoly). Tím se nakonec měří celkový obsah oxidu uhličitého (CO₂)! 

Měření je spolehlivé pouze tehdy, pokud nejsou přítomny jiné kyseliny než kyselina uhličitá. K chybám dochází například v případě „staré vody“, protože může obsahovat rušivé kyseliny z metabolismu, nebo v případě filtrace rašelinou, protože se nesprávně měří i huminové kyseliny. Jako východisko se doporučuje: Odeberte druhý vzorek vody a před měřením jej provzdušněte (ručním) vzduchovým čerpadlem, abyste vypudili oxid uhličitý; nyní měření zaznamenává pouze netěkavé kyseliny. Rozdíl mezi oběma měřeními odpovídá obsahu oxidu uhličitého! 

Testy CO₂ se obvykle skládají ze dvou lahviček s kapátkem (indikátor a louh). Louh se snadno kazí, protože absorbuje CO₂ ze vzduchu. Zkažená činidla simulují mnohem více CO₂, než je ve skutečnosti přítomno. Časté kontroly jsou naprosto nezbytné! 

Zkouška. Vzduch vydávaný lidmi obsahuje téměř přesně 4 % objemová CO₂. Několik kapek indikátoru pH se umístí do vzorku vody (rozmezí kolem pH 6-7). Poté do něj vháníte dýchací vzduch slámkou, dokud není vzorek vody maximálně obohacen dechovým CO₂, tj. Dokud indikátor nezmění svou barvu. Zkušební roztok nyní obsahuje téměř přesně 60 mg/l CO₂. Musí být použit okamžitě. 

Mezní hodnoty. Přibližně pod 10 mg/1 CO₂ by se v zájmu akvarijních rostlin nemělo snižovat. Ve vodách s tvrdostí nad 8 °d uhličitanové tvrdosti může být zapotřebí více CO₂, aby se zabránilo vysrážení vápence. Tyto tzv. rovnovážné tabulky jsou pro akvaristy vždy nepoužitelné, viz začátek kapitoly.  

Přibližně 60 mg/1 CO₂ by nemělo být v zájmu akvarijních ryb překročeno. Většině akvarijních ryb nejsou tyto hodnoty v jejich původních biotopech cizí, tj. jsou jim přizpůsobeny. Testy ukázaly, že druhy ryb, které se běžně vyskytují v akváriích, nevykazují žádné známky nepohodlí ani při hladině CO₂ vysoko nad 100 mg/l (gupky dokonce nad 800 mg/l), pokud je k dispozici dostatek kyslíku. Je však třeba se vyvarovat nepřirozeně extrémních hodnot. 

Zvýšení. Obsah CO₂ ve vodě lze snadno zvýšit přidáním plynu CO₂. Zverimex nabízí různá sety na hnojení s CO2. Ty by měly být schopny pracovat bez údržby alespoň měsíc, tedy i během dovolené. Pro dimenzování platí následující pravidlo: 100l akvárium s průměrným osazením a pohybem vody potřebuje denně asi 1 gram hnojení CO2.  

Během prvního období provozu, ale také po změnách na filtru nebo v cirkulaci vody je třeba obsah CO₂ sledovat obzvláště často. 

Snížení. Zřídkakdy je to nutné. Pokud je to nutné, intenzivně pohybujte vodní hladinou čerpadlem; obsah CO₂ rychle klesne na přibližně 0,5 mg/l. 

25.6.2021