Vad får algerna o zooxanthellerna sitt kol ifrån

[jonasroman]

Frågan ovan är lite kul att räkna på....vi vet ju att CO2 är en bristvara i havet av det skäl att endast 0.2 procent av luftens koldioxid löser ner sig i vattnet vid jämnvikt. Jämnvikt råder förvisso endast vid ytan. Ena bit längre ner samt i alla akvarium hinner aldrig jämnvikten mellan luften o vattnets koldioxid ställa in sig. Hade vi haft en total jämnvikt mellan luft o vatten beträffande CO2 hade pH kurvan över dygnet varit ett rakt streck, enbart bestämd av alkaliniteten. Det finns nog inga akvarium vars pH dygnskurva är helt rak, o därmed har vi mer eller mindre en kronisk icke jämnvikt. Men strävan finns där, vilket bestämmer i vilken riktning koldioxiden "åker"..om den lämnar karet eller sugs ner från luften. 

Med denna lilla inledning kommer vi nu till algerna, o deras behov av CO2. 

Om vi utgår ifrån ett riktigt korallrev så har vi ett nitrat på

0.2 ppm, och fosfat på 0.02 ppm

 

Om vi nu förenklar i förutsätter att de marina encelliga algerna och zooxanthellerna vill fixera sin c:n:p näring i kvoten 100/16/1...så ser vi att det stämmer exakt beträffande N o P. Räknar vi om nitrat o fosfat i antal mol istället (dvs antalet atomer) så blir det exar relationen 16/1 mellan N o P vid nitrat på 0.2 och fosfat på 0.02!!. nitrat finns i 0.003mmol/l, och fosfat i 0.00021mmol/l

Så där är kvoten rätt och därmed kommer vare sig N eller P ta slut för den ena vid växt av alger/zoox.

 

Så nu till kol...om kolet ej skall begränsa skall CO2 finnas i mängden 0.0002x100=0.02 mMol/liter

Tyvärr så finns CO2 vid ett ph på 8.1 endast i mängden 0.01mM/liter!! dvs det "fattas" hälften...kolet kommer begränsa! men så dum är inte "naturen"...det finns en lösning...om vi istället slår ihop alla kolformer...co2+hco2+co3=Totalkol....då har vi idag i havet cirka 2.2mM/l!! ...alltså en enorm överkapacitet. men då miste algerna kunna utnyttja även HCO3 som kolkälla för att komma över sitt kolbehov som ju var 0.02mMol/l(CO2 svarade ju vara för 0.01mMol/l). Då har algerna o säkert zooxanthelen utvecklat ett enzym, karbanhydras, som kan konvertera HCO3 till CO2...o vips så har algerna tillgång till kol långt över deras minibehov på 0.02mMol/l. 

Så: kol begränsar inte algers tillväxt, utan N o P,på ett korallrev. I alla fall enligt mina beräkningar. Coolt med karbanhydras. 

Ändrat 29 januari 2016 av jonasroman

[jonasroman]

Det jag försökte säga fast på ett kanske lite krångligt sätt (men man skall inte underskatta omgivningen, här finns enorm kunskap bland er), är:

Hade algerna ej kunnat utnyttja HCO3 skulle kol bli begränsande(men nu är det N o P alltså), och algerna skulle få en tuff tillvaro. Ett tillägg när det gäller zooxanthellen är att den kan också få CO2 direkt från korallen...så den blir möjligen inte riktigt lika beroende av HCO3 från vattnet, fast säkert en del.

 

 

[Lasse]

Gärna en länk där det visas att alger i allmänhet/ eller vilka som har utvecklat detta enzym. Och då framförallt för vår del - de fastsittande. Det är ytterst få högre växter i sötvatten som utvecklat detta enzym och några av de sk hög-pH växterna (som valseneria) verkar enligt en del källor i stället sänka pH i mikroområdet kring klyvöppningarna än att använda enzymet intracellulärt. Min erfarenhet säger att man kan begränsa alger tillväxt - åtminstone en del - med högt pH. Frågan är intressant så det vore bra att utreda den med underlag. Det finns också alldeles ny forskning (tyvärr ingen referens eftersom jag bara sett en nyhetsflash om den) att vissa kalkbildande alger gynnas av pH sänkningarna i världshaven - tvärtemot den teori som varit rådande (svårare att bilda kalkskelettet) - där har det spekulerats om det ökade koldioxidhalten har ökat tillväxten och fotosyntesen - precis som man kan se i koldioxidmatade sötvattensakvarier. Utvärderingen av de gamla försöken på Sjöfartsmuseet (och nya kommande undersökningar) kan nog ge en antydan om det gäller även för koraller. Inte säkert - eftersom koraller troligtvis inte är koldioxidbegränsande eftersom zooxanthellerna lever inuti en ett djur och kan ha tillgång till koldioxid där.

 

MVH Lasse

[LN21]

Cool egenskap som Zooxanthellerna verkar ha. Det är nog dock inte N och F som är begränsare på ett rev utan istället plats (alltså nära ytan, med mycket solenergi, på något hårt där man inte blir dödad av annan korall), vattenrörelse och tidvattentålighet. Alltså på ett mycket liten del av havsytan.

Toppen på revet är förvånansvärt platt och innehåller nästan bara hårda kalkbyggande täta koraller.

 

 

 

[PeterG]

Så här tror jag att det är:

Korall polyperna styr tillgången på kol och N till Zoxanthellerna , korallen lagrar produkterna i vacuoler i sina celler och sas  kontrollerar zooxanthellernas tillgång till fettsyror (CO2 bildas när dessa bryts ned) mm. Dessutom begränsas upptaget av  N Kväve av en  Na/P-transmembran protein som har ett  upptagsmax för P Fosfor   och när max  nåtts  så tas inte mer N Kväve upp , Ammonium före Nitrat.

Varför (toleransen )egentligen upptagsförmågan ibland kan ökas skulle då tex kunna bero på uppreglering av Nybildningen av membranproteinantalet (transkriptionen på DNA ), har inga bevis för att det sker så men det brukar vara så det regleras.( läs om Metabolomics)

mvh Peter

[jonasroman]

4 timmar sedan, Lasse sa:

Gärna en länk där det visas att alger i allmänhet/ eller vilka som har utvecklat detta enzym. Och då framförallt för vår del - de fastsittande. Det är ytterst få högre växter i sötvatten som utvecklat detta enzym och några av de sk hög-pH växterna (som valseneria) verkar enligt en del källor i stället sänka pH i mikroområdet kring klyvöppningarna än att använda enzymet intracellulärt. Min erfarenhet säger att man kan begränsa alger tillväxt - åtminstone en del - med högt pH. Frågan är intressant så det vore bra att utreda den med underlag. Det finns också alldeles ny forskning (tyvärr ingen referens eftersom jag bara sett en nyhetsflash om den) att vissa kalkbildande alger gynnas av pH sänkningarna i världshaven - tvärtemot den teori som varit rådande (svårare att bilda kalkskelettet) - där har det spekulerats om det ökade koldioxidhalten har ökat tillväxten och fotosyntesen - precis som man kan se i koldioxidmatade sötvattensakvarier. Utvärderingen av de gamla försöken på Sjöfartsmuseet (och nya kommande undersökningar) kan nog ge en antydan om det gäller även för koraller. Inte säkert - eftersom koraller troligtvis inte är koldioxidbegränsande eftersom zooxanthellerna lever inuti en ett djur och kan ha tillgång till koldioxid där.

 

MVH Lasse

Mkt bra fråga o tillägg. Det finns studier som påvisar precis det du far efter, olika alger var olika bra på att utnyttja HCO3. De som var bra på det minskade ej sin tillväxt när pH höjdes o det som ej hade enzymet gjorde tvärtom. Jag har en länk där man går igenom en hel del arter och ser hur olika dom reagerar på en pH stegring o sänkning som tecken då på om dom Kan använda hco3. Jag länkar den imorgon men jag minns att det var ganska olika där vissa arter bara kunde använda co2 men rätt många kunde även nyttja hco3(men ej alla). 

Länk kommer ...

[jonasroman]

1 timme sedan, PeterG sa:

Så här tror jag att det är:

Korall polyperna styr tillgången på kol och N till Zoxanthellerna , korallen lagrar produkterna i vacuoler i sina celler och sas  kontrollerar zooxanthellernas tillgång till fettsyror (CO2 bildas när dessa bryts ned) mm. Dessutom begränsas upptaget av  N Kväve av en  Na/P-transmembran protein som har ett  upptagsmax för P Fosfor   och när max  nåtts  så tas inte mer N Kväve upp , Ammonium före Nitrat.

Varför (toleransen )egentligen upptagsförmågan ibland kan ökas skulle då tex kunna bero på uppreglering av Nybildningen av membranproteinantalet (transkriptionen på DNA ), har inga bevis för att det sker så men det brukar vara så det regleras.( läs om Metabolomics)

mvh Peter

Kolossalt intressant om det är så..korallen styr zooxanthellen så den inte går över styr..men jag tror isåfall den regleringsmekanismen har sina brister eller limits, för visst kan en korall drabbas av för mkt/många zooxantheller eller för hög aktivitet av dessa?...kanske den regleringstes du beskriver fungerar mest som finlir vid låga näringsnivåer?

[jonasroman]

Lasse mfl

utlovad artikel o länk

http://reefkeeping.com/issues/2006-10/rhf/index.php

[PeterG]

1 timme sedan, jonasroman sa:

Kolossalt intressant om det är så..korallen styr zooxanthellen så den inte går över styr..men jag tror isåfall den regleringsmekanismen har sina brister eller limits, för visst kan en korall drabbas av för mkt/många zooxantheller eller för hög aktivitet av dessa?...kanske den regleringstes du beskriver fungerar mest som finlir vid låga näringsnivåer?

Jorå , jag tror att det är korallen som är dirigenten i den här symfonin *, det finns tom förslag om xoanthel inhiberande ämnen , även om xoanth. syntetiserar fettsyror mm så uppfattar jag det som att de lagras i vacuoler i korallens cell, betänk bara hur många lager PM plasmamembran som passeras av alla metaboliter , tror inte ett öre att det är spontana transporter, jag tror det liknar oss   bakterier och växster rätt mycket ,jag tror att kinetiken bakom är rätt, huvudlinierna är rätt konserverade sas, och lika komplicerad som hos oss . Jag har en del artiklar, de finns på nätet,  om någon är extra intresserad.

Vi är inte riktigt där än  eftersom nästan alla är så fokuserade på detta med koldioxiden och försurningen.

 

*Tror inte korallen styr hela NSW kemin , men in Vitro blir det ju  lite annorlunda eftersom det är ett slutet systam, mer eller mindre.

 

[Lasse]

Jag har läst igenom artikeln nu och jag har inte ändrat min ståndpunkt att högre pH som helehet kan motarbeta många sk fulalger i akvariet - dvs det finns en koldioxidbegränsande effekt. Detsamma gäller för makroalger i allmänhet. Vad gäller zooxantheller inuti koralldjuret så tror jag att de inte är koldioxidbegränsande i samma omfattning på grund av att de bör ha direkttillgång till den koldioxid djuret producerar. Vad gäller "ful"alger av typ cyano och dinos så är min arbetshypotes att de inte är begränsande av den koldioxid som finns i vattenkolumnen. Det kan finnas andra möjligheter för dem att få tag i koldioxid än genom vattenkolumnen. Dessutom är det viktigt att påpeka att även om fotosyntesen inte minskar med högre pH (ett tecken på att bikarbonat används) så är det inte det samma som att produktionen av biomassa är konstant. Samtliga de föreslagna processerna för att utnyttja bikarbonat är energikrävande och den energin måste tas någonstans ifrån - dvs minskad tillväxt. Artikeln är dock intressant eftersom jag kommer att bygga in ett refugium i mitt nya kar och det var en del värdefulla tips där. 5 av hans 6 tips gick för övrigt ut på att maximera tillgången på den fria koldioxiden under givna förhållanden. Och det sjätte gällde en indirekt väg för fri koldioxid.

 

MVH Lasse

[jonasroman]

Som sagt, mkt intressant. Men uppenbarligen misslyckas dirigenten ibland så det måste finnas limits. Det tror jag. 

 

Lasse:  jag tror inte zooxanthellen  får allt sitt kol  från korallens respiration. 

Jag tror den får en del CO2 från zooxanthellen men ej det räcker inte. Skälet att jag tror så är att korallen är totalt sett en autotrof organism, dvs korallen (om vi summerar zooxanthellens fotosyntes och korallens respiration) konsumerar mer koldioxid än den ger, eller om man så vill , avger mer syre än den ger.

Korallen fungerar alltså som ett algfilter, och det är mkt tydligt i mitt akvarium med mkt koraller att så fort lampan går på trots barskrapade rutor från mikroalger o släckt refugium, så går PH direkt upp pgr av korallens nettofotosyntes. Jag har läst detta även av tex Borneman att koraller med zooxantheller så är zooxanthellmetabolismen högre är korallens respiration dvs nettoeffekten är autotrof. Det är ju även marinbiologerna helt överens om eftersom de zooxanthellförsedda korallerna är ju producenter, ej konsumenter, således bygger dom upp organiskt material mer än bryter ner. 

Dom bidrar till att fixera CO2 helt enkelt, ej producera. Och därför borde inte zooxanthellen klarar sig med enbart endogen produktion av CO2. Det räcker inte för att korallen skall bli en producent. Korallens zooxanthell måste då ta Co2 och HCO3 från vattnet! Transporten sen av HCO3 in i korallen är en aktiv transport. Omvandlingen med Karbanhydras av hco3 till co2 är man oense om VAR det sker. Eventuell inne i korallen, eventuellt på ytcellerna. Det sistnämnda har den fördelen att det är sen lättare att transportera in CO2 än HCO3. 

Ändrat 30 januari 2016 av jonasroman

[jonasroman]

Jag tror också att en pH höjning begränsar vissa alger men vissa inte. Det står klart o tydligt i artikeln. Dels för att inte alla alger kan nyttja HCO3, dels för att det tar mer energi som du säger att nyttja HCO3. Men utan tvivel är mekanismen med Karbanhydras ngr naturen utvecklat för att totalt sett lösa ett problem. Därmed vidhåller jag min inledande  grundpoäng att det enzymet behövs. 

Det finns i många system, där inte minst vi människan har det. Skälet är ytterligare ett: den naturliga omvandlingen av CO2 till H2CO3 går långsamt för att vara en kemisk process . Därmed går även HCO3 till H2CO3 långsamt.  (Ett av skälen till varför det är svårt för en vattenmassa att ställa in sig i jämnvikt med luften). Detta kan vara fatalt för en organism som behöver andas ut överskott av CO2. Karbanhydras har utvecklats av naturen för att påskynda CO2 jämnvikten i biologiska system. 

Det kan knappast vara en slump att marina alger också har detta enzym. Dom klarar sig trots ett CO2 som löst ligger på ett värde som är halva algernas behov. 

Ändrat 30 januari 2016 av jonasroman

[Lasse]

Citat

koldioxidbegränsande i samma omfattning på grund av att de bör ha direkttillgång till den koldioxid djuret producerar

 Så skrev jag - fetstilen la jag till nu.

 

Men även om det är så som du beskriver så betyder det samma sak - de är inte enbart begränsade av halten fri koldioxid i vattenkolumnen. När jag skriver koldioxidbegränsande i dessa sammanhang som innefattar vatten, pH och annat så inbegriper det att jag syftar till fri koldioxidgas i vattenkolumnen. Skall försöka hålla mig till den längre skrivningen för att undvika missförstånd i framtiden.

 

MVH Lasse

[jonasroman]

1 timme sedan, Lasse sa:

 Så skrev jag - fetstilen la jag till nu.

 

Men även om det är så som du beskriver så betyder det samma sak - de är inte enbart begränsade av halten fri koldioxid i vattenkolumnen. När jag skriver koldioxidbegränsande i dessa sammanhang som innefattar vatten, pH och annat så inbegriper det att jag syftar till fri koldioxidgas i vattenkolumnen. Skall försöka hålla mig till den längre skrivningen för att undvika missförstånd i framtiden.

 

MVH Lasse

Förstår dig...då är vi väl överens, zooxanthellen har naturligtvis tillgång till korallens respiratoriska CO2, och därmed har ju den ytterligare en "inkomstkälla" så att säga, men får inte all CO2 därifrån...frågan är väl inte OM den kan nyttja korallens bildade koldioxid, utan hur mkt av den som bidrager till zooxanthellens totala behov, och där menar jag att eftersom en korall är totalt sett autottrof, revbildande, producent(kärt barn har många namn), så kan aldrig den CO2 den får ifrån korallen räcka. Den behöver alltså även löst CO2 från vattenkolumnen, och DÅ uppkommer dilemmat att zooxanrthellen skall klara sig på en halt av löst CO2 som ligger på 50% av det som krävs ungefär. Ännu värre är det ju för frisimmande alger som ej har symbiosen att dra nytta av, dom får ännu mer uppförsbacke pga av så lite CO2 som det finns. Sen som sagt, karbanhydras finns i många marina alger..o finns ett enzym så används det förstås i ngn omfattning. Enzymet gör alltså algerna mindre känsliga för en pH höjning, vilket också Randys artikel visar på. Ungefär bara det är i alla fall mitt budskap. Som jag förstått dig så håller du med om detta...?

[jonasroman]

Jag vill också understryka att jag tycker din kommentar om att även om algerna kan nyttja HCO3 via karbanhydras, så är ju det säkert kostsamt, och således kan säkert algerna totala förmåga att bygga upp vävnad avta vid stigande pH TROTS karbanhydras. Där tror jag som du, och det påpekandet tycker jag var mkt bra. Men bättre o kunna växa lite mindre än inte alls så att säga.

[Lasse]

6 timmar sedan, jonasroman sa:

Skälet är ytterligare ett: den naturliga omvandlingen av CO2 till H2CO3 går långsamt för att vara en kemisk process . Därmed går även HCO3 till H2CO3 långsamt.  (Ett av skälen till varför det är svårt för en vattenmassa att ställa in sig i jämnvikt med luften).

 

Ja halveringstiden för fritt CO2 att bli kolsyra är 23 sekunder

 

Vidare säger artikeln du refererar till

Citat

The conversions between carbonic acid, bicarbonate and carbonate are much faster than the hydration of carbon dioxide and for most purposes can be considered instantaneous.

 

Detta styrker inte den sista delen av det första citatet.

 

MVH Lasse

[jonasroman]

1 timme sedan, Lasse sa:

 

Ja halveringstiden för fritt CO2 att bli kolsyra är 23 sekunder

 

Vidare säger artikeln du refererar till

 

Detta styrker inte den sista delen av det första citatet.

 

MVH Lasse

 

Det första jag skrev, att ombildningen av CO2--H2CO3 går långsamt...där håller du med. Okej. Sen att H2CO3---HCO3, samt HCO3--CO3 går fort är rätt, jag slarvade när jag skulle uttrycka mig där. Helt rätt. Endast steget CO2-H2CO3 är det långsamma. Bra rättelse!

MEN: poängen här, det jag vill säga och det som karbanhydras är till för, det är den totala tiden till CO2, EJ H2CO3, för det är så att säga CO2 som är slutstationen och det intressanta o vitsen med karbanhydras...och oavsett om du börjar resan på stationen CO3, eller HCO3, så kommer sista steget dvs H2CO3 till CO2 gå långsamt...det är ju så att säga den svagaste länken som bestämmer den totala hastigheten med vilket CO2 bildas eller minskas med, vilket också fysiologiskt är det intressanta när vi talar om respiration. 23 sekunder vet jag inte var du fått ifrån, den uppgiften jag har är att steget CO2--H2CO3 tar 2-3 sekunder, vilket är långsamt i detta sammanhang. Fast du talar om halveringstid så det kanske stämmer:-). har du ngn referens till tidsuppgiften?

Ändrat 30 januari 2016 av jonasroman

[Lasse]

Det är svårt det här med ironi - men jag anser inte att ordet långsamt är användbart (för vår referensram) när halveringstiden är 23 sekunder . Det innebär att bara vi ser till att kontaktytan luft - vatten är så stor som möjligt (kraftig luftning/skumning) och att det finns en så jämn fördelning av CO2 som möjligt i respektive media (luftrörelse och vattenrörelse) så ställs jämnvikten in rätt så snabbt. Det är i linje med att jag har ungefär 100 mätningar där jag ser hur pH i mitt akvarium reagerar på ökad/minskad koldioxidhalt i vår lägenhet. Och vi pratar om ändringar av pH på ca 0,1 enhet bara beroende på detta. Tidsramen är 10 - 20 minuter. Och i dessa tillfällen finns ingen konsumtion av koldioxid (det är mörkt) endast produktionen från bakterier och fisk (som är konstant under dygnet) och det ändrade koldioxidtrycket i luften. För mig är 10 till 20 minuter snabbt

 

Sedan till frågan om karbanhydras. Jag såg inte i den refererade artikeln att den var vanlig bland alger - det stod att det fanns föreslaget att det fanns hos några mikroalger som svävande men att det fanns sådana där det inte fanns. Artikeln lyfte också fram 2 andra "pathway´s" för upptag utan att det rör sig om direkt koldioxid.  Att det förekommer hos planktoniska alger är nog inte så konstigt eftersom de kan driva upp pH betydligt vid en ordentlig algblomning. pH på upp emot 11 - 12 är rapporterade vid ordentlig algblomningar. Den alg som kan lösa kolproblemet utan att blanda in koldioxid har en klar fördel vid dessa tillfällen.

Men jag har ett annat problem att kunna köpa ett direktupptag av bikarbonat i massomfattning - i alla fall om det blir den dominerande formen. Nämligen - att om jag har förstått saker och ting rätt så kommer ett direkt upptag av bikarbonat vid ett initialt pH under 8,1 - 8,3 sänka pH och om pH är initialt över 8,1 - 8,3 så kommer pH att öka men inte lika kraftigt som vid CO2 upptag.

 

MVH Lasse

 

[jonasroman]

13 minuter sedan, Lasse sa:

Det är svårt det här med ironi - men jag anser inte att ordet långsamt är användbart (för vår referensram) när halveringstiden är 23 sekunder . Det innebär att bara vi ser till att kontaktytan luft - vatten och att det finns en så jämn fördelning av CO2 som möjligt i respektive media (luftrörelse och vattenrörelse) så ställs jämnvikten in rätt så snabbt. Det är i linje med att jag har ungefär 100 mätningar där jag ser hur pH i mitt akvarium reagerar på ökad/minskad koldioxidhalt i vår lägenhet. Och vi pratar om ändringar av pH på ca 0,1 enhet bara beroende på detta. Tidsramen är 10 - 20 minuter. Och i dessa tillfällen finns ingen konsumtion av koldioxid (det är mörkt) endast produktionen från bakterier och fisk (som är konstant under dygnet) och det ändrade koldioxidtrycket i luften. För mig är 10 till 20 minuter snabbt

 

Sedan till frågan om karbanhydras. Jag såg inte i den refererade artikeln att den var vanlig bland alger - det stod att det fanns föreslaget att det fanns hos några mikroalger som svävande men att det fanns sådana där det inte fanns. Artikeln lyfte också fram 2 andra "pathway´s" för upptag utan att det rör sig om direkt koldioxid.  Att det förekommer hos planktoniska alger är nog inte så konstigt eftersom de kan driva upp pH betydligt vid en ordentlig algblomning. pH på upp emot 11 - 12 är rapporterade vid ordentlig algblomningar. Den alg som kan lösa kolproblemet utan att blanda in koldioxid har en klar fördel vid dessa tillfällen.

Men jag har ett annat problem att kunna köpa ett direktupptag av bikarbonat i massomfattning - i alla fall om det blir den dominerande formen. Nämligen - att om jag har förstått saker och ting rätt så kommer ett direkt upptag av bikarbonat vid ett initialt pH under 8,1 - 8,3 sänka pH och om pH är initialt över 8,1 - 8,3 så kommer pH att öka men inte lika kraftigt som vid CO2 upptag.

 

MVH Lasse

 

Lasse, först bara en sak: Du slarvar lite med uttrycket jämnvikt. Du har aldrig jämnvikt(bara en strävan mot) just pga av att dygns pH kurvan ej är ett rakt streck TROTS exakt samma halt av CO2 i luften. Ja, tex om du reser bort och därmed har precis samma CO2-halt i rummet, så kommer du i alla fall få en pH kurva som svänger med dygnet pga av fotosyntesen. Eller hur?. (jag loggar också ph var tionde minut sedan ett år tillbaka). Om jämnvikt hade ställt in sig (snabbt eller inte snabbt) hade dygns-ph kurvan varit ett rakt streck vid samma CO2 halt i luften och  BARA berott  av alkaliniteten, oavsett fotosyntes(Den CO2 som fotosyntesen förbrukar hade ju vid fullständig jämvikt direkt dragits ner från luften o gjort Co2(aq) oförändrat). Det är den aldrig. Vi har diskuterat detta tidigare med jämnvikt, och jag vet att jag har rätt i att det råder aldrig komplett jämnvikt mellan vatten/luft.  Jag kan inte förklara det bättre än så här. Jag misstänker att vi pratar förbi varandra och menar samma sak, för detta är ju inte ens en fråga.

 

Sen, i kemiska sammanhang är 2-3 sek för CO2--H2CO3 långsamt och det har betydelse. Uppenbarligen, för biologin behöver enzymet(talar ej om alger nu utan tex i lungan).

 

Angående karbanhydras:Ville bara lyfta fram karbanhydras som en möjlig väg för alger att klara kolfrågan. Artikeln stöder den tesen för vissa alger. Så att det sker i "massomfattning" som du skrev har i alla fall inte jag påstått. Jag har ingen åsikt om det eftersom jag har inte en aning. Att det råder ont om CO2(aq) i ett marint system med pH 8.2 är ju bara att räkna på, så frågan med karbanhydras eller andra vägar är ju inget ointressant ämne.

 

Hmm..inte säker på om jag förstod din sista mening men hursomhelst:ett upptag av HCO3 av alger o där en omvandling till CO2 av karbanhydras  kommer ej påverka pH därför att alkalniteten är oförändrad när HCO3(liksom CO2 förstås men nu pratar vi HCO3) används som kolkälla. Så här:HCO3+H-----karbanhydras----CO2+H2O. Dvs, vi sänker karbonathårdheten lika mkt som vi avlägsnar vätejoner, så alkaliniten är oförändrad. Co2(aq) stiger ej heller för den bildade CO2 konsumeras/byggs in i algen, detta sker ju i algen eller på dess yta o sen transporteras in. Så från vattnets sida sker bara rent kemiskt en sänkning av KH men lika stor höjning av andra alkalinitetsbidragande joner (främst borat o hydroxidjoner). och därmed kommer pH EJ ändras. Skillnad är dock förstås om CO2 förbrukas direkt(den vanliga vägen), då kommer såklart alkalinitene ej ändras, men dock CO2(aq) eftersom fullständig jämnvikt ej helt ställer in sig, o pH stiger. men det sista är ju skåpmat, varför fotosyntesen påverkar pH. 

 

[Lasse]

Låt oss en gång för alla reda ut det här med jämnvikt. Jag har aldrig pratat om att du får ett akvarium vars vatten är i jämnvikt vad gäller pH. Förstår faktiskt inte heller hur det jag skrivit både här och på Facebook kan tolkas så.

 

Jag har skrivit att det finns tre storheter som bestämmer koldioxidens inverkan på vattnets pH.

 

Det ena är jämnvikten mellan luftens innehåll ac CO² och vattnets innehåll av samma FRIA gas. Hur fort den jämnvikten uppnås (än en gång mellan luftens CO² och CO² (som gas) i vattnet beror på ytan av interfacet mellan luft och vatten samt på hur stora de reella skillnaderna är mellan verklighetens innehåll av fri CO² i de båda medierna och jämnviktspunkten. För naturliga fall är det luftens innehåll av CO² som bestämmer vid vilket pH jämviktspunkten uppnås. Hur fort den uppnås beror som tidigare sagt på skillnaderna samt ytan. Förutsätter att vi har både luft och vatten i rörelse så det är jämt fördelat i medierna. Så är det för de flesta fall när det gäller akvarium eftersom cirkulationen sällan är dålig.

 

Den andra storheten är produktionen av koldioxid i akvariet. Den utförs av de djur (inklusive bakterierna) som finns i akvariet och cellandningen från växter och alger. Den produktionen är i princip konstant om biomassan är konstant oavsett om det är mörker eller ljust.

 

Den tredje storheten vad gäller koldioxidhalt är primärproduktionen - för vår del som saltvattensakvarister - från alger av olika sorter (inklusive zooxantheller). Den konsumerar koldioxid.

 

Vid mörker så dominerar produktionen av CO² i akvariet. Producerar den mer koldioxid än vad jämnviktspunken mellan luft och vatten säger så går koldioxid upp i luften från vattnet. Hur fort det sker bestäms nu mest av ytan av interfacet och till viss del av hur mycket skillnaderna är. Skulle koldioxidhalten i rummet öka plötsligen av någon anledning (fler personer i rummet som ett exempel) så går pH:t i vattnet det mot det nya jämvikts pH:t.

 

Kan bara nämna det så är det sagt. Luftning ökar just interfacet mellan luft och vatten och det påskyndar jämnviktsinställningen. Och vi kan bestämma hur fort det går med hjälp av hur mycket vi luftar (skummar) Att strippa vattnet på överflödig koldioxid med hjälp av olika luftningstekniker är en väl beprövad och använd metod inom industrin. Våra skummare gör samma jobb

 

När vi sätter till ljus så börjar alger av alla slag (innefattar zooxantheller) konsumera koldioxid och när konsumtionen är större än produktionen och hastigheten på jämviktsinställningen av CO² mellan luft och vatten så minskar vattnets innehåll av koldioxid och pH stiger. Hela tiden så motverkar produktionen av koldioxid och strävan till jämnvikt denna minskning av koldioxid (och medföljande pH stigning). Eftersom produktionen av koldioxid inne i akvariet i stort sett är konstant i förhållallande till biomassan så är det nu hastigheten av jämnviktsinställningen som bromsar (läs motverkar) pH-stigningen. När ljuset slocknar så upphör konsumtionen av koldioxid och produktionen tillför nu mer koldioxid än vad som försvinner och förutsatt att produktionen har drivit upp pH:t över den aktuella jämnviktspunkten (bestäms i första hand av koldioxidhalten i luften) så hjälper jämnviktslagen till att sänka pHt ner mot jämnviktspunkten. Hur fort och hur kraftigt beror som tidigare sagt främst på storleken av interfacet mellan vattnet och luften. När sedan dessa två storheter (produktionen av koldioxid och jämnviktslagen) har drivit ner pH:t till jämnviktspunkten så börjar jämnviktslagen för CO² i vatten och luft motverka ökningen av koldioxid i vattnet. Styrkan och hastigheten på denna motkraft beror som tidigare främst på interfacets storlek.

 

I mitt gamla akvarium så såg kurvan oftast ut så att kl 11 - 12 ungefär (ljuset började tändas vid 10) började pH:t stiga sakta - sedan steg det hela tiden fram till ljuset släcktes vid 10 tiden på kvällen. eftersom jag dimmade ner med början vid 20 ungefär så såg jag ofta att kurvan flackade till att bli ganska konstant under några timmar innan den började sjunka (produktion + jämnviktssträvan lika stor som konsumtionen) sedan sjönk pH:t stadigt fram till ca 5 på morgonen då den flackade ut och pH:t blev ganska konstant (produktionen och jämnviktssträvan i balans) Vi brukade gå upp vid 7 tiden och då såg man ofta en liten dip på pH:t - speciellt om vi hade övernattande besökare. Efter denna eventuella dip låg pH:t konstant (alltså jämviktssträvandena balanserade produktionen) fram till konsumtionen kom att dominera igen.

 

Jag skulle vilja vända på ditt argument Jonas - Att pH:t varierar bevisar just att jämnviktslagarna för fri koldioxid i vatten och luft fungerar. Att jag kallar detta för "jämnvikten" i stället för det betydligt längre "jämnviktslagarna avseende koncentrationerna av fri koldioxid i luft kontra vatten när det finns ett interface mellan de båda medierna" får du leva med.

 

I mitt gamla akvarium tog det ca 4-5 timmar för jämnvikten att ställa in sig med hjälp av produktionen i karet (efter det att konsumtionen upphört) och sedan häll jämnviktsekvationen jämna steg med produktionen av koldioxid i akvariet tills konsumtionen översteg de bägge igen efter ca 5 timmar. Då får man också ha i minnet att jag hade väldig dålig luftning/skumning i det karet.

 

Hoppas det här utrett nu - nu kan jag inte hitta mer infallsvinklar

 

Vad gäller pH:t ändring om det sker ett direkt upptag av molekylen bikarbonat så vill jag hävda att jag har rätt utifrån de 15 nedstående meningarna.

 

Jag antar att vi är överens om att vi sänker pH om vi tillsätter CO² på något vis

Jag antar också att vi är överens om att om vi tar koldioxid ur vattnet (exempelvis via fotosyntesen) så höjer vi pH:t

Vi är nog också överens om att detta inte påverkar alkaliniteten alls utan då stämmer det du säger i ditt inlägg

 

Jag antar att vi är överens om att om vi tillför karbonat (ej bikarbonat) så höjer vi pH:t oberoende av vilket ph vi utgår i från

Jag antar att vi också är överens om att då höjer vi alkaliniteten

Jag antar att vi är överens om att om vi konsumerar karbonat exempelvis via kalcifiering eller nitrifikation så sänker vi pH:t

Jag antar också att vi är överens om att vi då också sänker alkaliniteten

 

Jag antar att vi är överens om att om vi tillför bikarbonat i ett pH under 8,1 - 8,3 så höjer vi pH upp mot dessa siffror

Jag antar att vi också är överens om att vi ökar alkaliniteten då

Jag antar att vi är överens om att om vi tillför bikarbonat till ett vatten med pH över 8,1-8,3 så sänker vi pH:t ner mot dessa siffror

Jag antar också att vi är överens om att vi ökar alkaliniteten även då.

 

Jag vill hävda att om man konsumerar (bortför) bikarbonat i ett vatten med pH under 8,1 - 8,3 så sänker man pH:t

Jag vill hävda att man då samtidigt sänker alkaliniteten

Jag vill hävda att om man konsumerar (bortför) bikarbonat vid ett pH över 8,1-8,3 så sänker man pH:t

Jag vill också hävda att man då Också sänker alkaliniteten

 

Om vi nu är överens om de 11 första antagandena - varför är vi inte överens om de 4 sista ? - det är en viss logik i mitt resonemang

Jag har skrivit 8,1 - 8,3 eftersom jag i praktiska försök har upplevt att det skiljer en del mellan salt och sött vatten. Den teoretisk riktiga punkten tror jag är någonstans vid 8,3

 

MVH Lasse

Ändrat 30 januari 2016 av Lasse

[jonasroman]

Lasse du har inte läst tillräckligt noga formeln kanske?..vad jag skrev angående den sista punkten rörande vad som sker med pH om alger konsumerar bikarbonat. Jag kan säga det korta svaret först. Du har faktiskt fel här Lasse och jag är 100 procent säker. PH ändras inte. Skall försöka förklara nedan. Men sen en sak först: du skriver:

 

"Jag antar att vi är överens om att om vi tillför bikarbonat till ett vatten med pH över 8,1-8,3 så sänker vi pH:t ner mot dessa siffror. Jag antar också att vi är överens om att vi ökar alkaliniteten även då."

 

 Om du menar den direkta "akuta" effekten så har du rätt, då kommer en HCO3-tillsats sänka pH om ursprungspH var över 8.2. MEN efter viss tid så har ny jämnvikt ställt in sig och pH kommer istället vara ngt HÖGRE än innan du tillsatte bikarbonat helt oavsett ingångsph. . Det är nämligen så här att när den nya jämnvikten har ställt in sig är det helt ointressant på vilket sätt du höjt KH med. Samma gäller om du doserar CO3. Där höjs pH akut MEN när den nya jämnvikten har ställt in sig blir slutpH exakt samma som om du hade höjt kh LIKA MKT med tex HCO3. Skälet är att pH bestäms bara av två saker: KH(ja alkalinitet alltså) och CO2(aq). När ny jämnvikt ställt in sig så kommer CO2(aq) vara exakt som innan medans KH har stigit pgr av att HCO3 eller co3 tillsats. Då är det inte längre intressant på vilket sätt du höjde kh med. Testa själv får du se, ta en spann med saltvatten , tillsätt X mol HCO3 eller 0.5 mol CO3...i början direkt får man den pH reaktion du beskriver men sen inte. Sen efter genomluftning o alltså när CO2(aq) landat tillbaka på sin tidigare nivå (som det till slut alltid gör vad du än gör) har du ett nytt pH som kommer vara exakt samma oavsett om du tillsatte Co3 eller HCo3 och oavsett ursprungspH. Det är sällan jag kan säga så här men så här är det. 100 procent säker. 

 

Sen till algernas bruk av HCO3. Du missar en sak. Dom konsumerar EJ bara en HCO3(se formeln i tidigare inlägg) utan för att kunna använda en HCO3 så måste dom med Karbanhydras dra bort en vätejon också från vattnet! Så Kh sjunker , helt rätt, då HCo3 strippas från vattnet, MEN en vätejon strippas också (eller hydroxidjon utsöndras, beror på hur man ser på det). Då blir nettoeffekten när alger konsumerar HCo3 att alkaliniteten är helt oförändrad. 

Eftersom pH bestäms enbart av två saker: alkaliniteten och löst CO2..CO2(aq), och CO2(aq) ändras inte heller när Karbanhydras drar bort en Hco3 och h jon, så ändras inte pH. 

 

Du måste tro mig Lasse,  jag vet verkligen att det blir så här. Du får fundera o läsa den artikel jag länkar imorgon ur AA. 

 

Ang första kapitlet...jag inser att vi använder lite olika nomenklatur men menar samma. Vi kan nog lämna den biten;-). Vi vet båda precis vad som sker där.

 

Nog från mig i just detta.

 

Länk kommer för den som ej begrep vad jag försökte förklara:-)

 

 

 

 

 

[jonasroman]

Denna bild visar på det jag förklarat ovan

 

"This is an important result: in seawater in equilibrium with the atmosphere, for a given alkalinity there is a single pH that results, regardless of what was added to get to that alkalinity."

 

Ändrat 31 januari 2016 av jonasroman

[jonasroman]

http://www.advancedaquarist.com/2002/5/chemistry

 

[jonasroman]

Till sist för att försöka sammanfatt ngr regler som kan hjälpa förståelsen, för detta är nog den svåraste kemin vi akvarister stöter på(jag har kämpat med detta må ni tro)

 

1) pH bestämd bara av två saker, alkaliniteten samt CO2(aq). 

2) alkaliniteten är oförändrad när man höjer eller sänker CO2(aq)

3) när alger använder HCO3 via Karbanhydras förbrukas både en HCO3 jon Och en H jon varvid alkaliniteten är oförändrad (och därför också pH då CO2 är oförändrat också, se "regel" 1.

4) vid tillsatser av karbonater ställer sig till slut in en ny jämnvikt. Det är bara värdet på Kh som avgör det slutgiltiga pH värdet och ej med vilken kemikalie man höjde kh med. Tillsätter man tex 0.5 meq/l så kommer pH efter ny jämnvikt vara exakt samma oavsett om det var med CO3 eller med HCO3 man ökade kh't med. Dom initiala effekterna däremot är annorlunda men är helt ointressanta eftersom det alltid till slut ställer in sig en ny jämnvikt utifrån det nya KHvärdet. 

 

Skall man helt förstå detta får man jobba med karbonatkedjan och bryta ut respektive H,CO2 och KH(som ju är HCo3 +2CO3). Det blir i vissa fall en andragradsekvation. Jag har gjort allt detta och tro mig bara nu snälla, det blir faktiskt så här:-)

[Lasse]

Du får gå tillbaka till teoribordet Jonas - teorierna stämmer inte med praktiken vad gäller bikarbonat och karbonat. Du menar alltså till exempel att kalcifieringen (som tar upp CO³) inte påverkar alkaliniteten eller pH

MVH Lasse