물생활 용존 이산화탄소 농도와 pH의 상관관계

물생활 용존 이산화탄소 농도와 pH의 상관관계

물생활을 하면 자연스레 이산화탄소를 접하게 됩니다. 이산화탄소는 식물의 광합성에 이용되는 재료로, 물생활에서는 수초항 유지에 필요한 옵션입니다. 이산화탄소 농도와 pH는 반비례 관계여서, 용존 이산화탄소의 양이 증가하면 pH가 산성으로 변화합니다. pH는 수생생물의 생존 환경과도 밀접하게 연관되어 있기 때문에 오늘은 물생활하면서 알아두면 좋은 용존 이산화탄소 농도와 pH의 상관관계에 대해 이야기해보고자 합니다.

 

pH는 물속에 녹아있는 수소이온(H⁺)의 총량을 나타냅니다. 수소이온이 얼마나 녹아있는지에 따라 산성, 중성, 염기성으로 나뉩니다. 이산화탄소(CO₂)가 물과 만나면 최종적으로 수소이온 두 개를 내놓습니다. 수소이온은 산성을 띠는 대표적 이온이기 때문에 물속에 이산화탄소의 양이 많아지면 수소이온의 농도가 높아져서 산성화 되어 pH가 내려가는 것입니다. 아래 반응식처럼 이산화탄소가 물과 반응하여 탄산(H₂CO₃)을 만들고, 이들은 다양한 형태로 물에 존재하여 pH에 영향을 미치는 것입니다.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃
H₂CO₃ ↔ HCO₃^- + H⁺
HCO₃^- ↔ CO₃^2- + H⁺

 

출처: J. Inorg. Nuclear Chem. 8, 302-312

 

열대어나 새우 등의 생물과 수초를 같이 키우는 환경에서 이산화탄소의 공급이 중요한 이유는 이산화탄소가 공급되지 않았을 때 발생하는 pH 변화 때문입니다. 고압이탄이라면 상관없지만 자작이탄의 경우 시간이 지나면 지날수록 이탄 발생량이 현저하게 줄어듭니다. 이탄 공급이 중단되면 pH가 생각보다 빠르게 올라가는데, 이러한 변화는 생물에게 pH 쇼크사를 유발할 수 있습니다. 따라서 이산화탄소의 양을 고정하는 것이 매우 중요하고, pH에 민감한 생물을 키울 때는 이산화탄소 고정이 쉬운 고압이탄을 사용하는 게 좋습니다.

 

수초항에 많이 키우는 체리새우, 노랭이새우 등은 pH5.5 ~ 6.5 약산성 환경이 적당합니다. 열대어는 원산지에 따라 사육 pH가 다르지만 pH6.5 ~ 8.5 중성 환경이 좋습니다. 특히, 이탄을 공급하는 수초항, 새우항, 그리고 바닥재가 없어서 pH 널뛰기 현상이 일어날 수 있는 수조는 주기적인 pH 확인이 필수입니다. 꾸준한 pH 관리를 통해 즐거운 물생활 하시길 바랍니다.