以鹽酸處理岩石或底砂的目的

我們將時空倒轉至 25 年前的 1988 年，
閉起眼睛回想當年的時空，
那是個沒有手機、沒有網路且傳真機還極為昂貴的年代，
當時人與人之間的溝通，
主要還是透過書信的往返。
當時我就和絕大部分的台灣水草愛好者一樣，
對於紅蝴蝶（Rotala macrandra）或紅色水草的種植感到棘手，
栽培水草的相關資訊非常稀少，
主要來自日本山田洋的水草百科和水草圖鑑。
根據山田洋的著述，
種植水草需要的水質非常的軟或稱強軟水（KH ≦ 2）。
於是乎許多人將水草不易種活的原因，
歸咎於水質不夠軟。
在弱酸性的軟水環境中，
水草的生長或存活率，
確實會比鹼性硬水的環境來得好。

當年德國 Dupla 的高科技水草栽培理論還沒傳入亞洲，
各種水草相關產品也非常的匱乏，
就以底砂來說吧，
當時並沒有日本 ADA 這家公司，
更別提黑土（泥）了，
台灣水族市場上能買得到的，
主要是三種底砂：
珊瑚砂、大磯砂（宜蘭砂）和荷蘭矽砂。
當年的水草玩家都知道水草如果要好種，
就要用荷蘭矽砂，
而珊瑚砂是最不適合用來種水草的。
但荷蘭矽砂是進口商品，
價格即為高昂，
不是一般消費者捨得使用的，
尤其是對於一個學生而言，
想栽培水草又沒啥經費，
因此許多人退而求其次，
使用影響水質不像珊瑚砂那麼嚴重的大磯砂。

日本山田洋著述的水草圖鑑和水草百科，是許多台灣水草玩家的啟蒙圖書。書中以強軟水栽培水草的觀念，至今深植許多資深水草玩家的心中。

但大磯砂畢竟會提高水質的碳酸硬度，
對於種植水草產生了很不利的影響，
所以使用大磯砂仍舊是困難重重。
就在那個時候我認識了一位免疫風濕科的醫師前輩，
他也非常熱愛水草的種植且已經頗有成就。
就在他的指導之下，
我學會了利用鹽酸來處理大磯砂，
也因此省下了不少購買昂貴荷蘭矽砂的費用，
水草栽培之路也變得順利多了。
我曾告訴其他的水草同好可以用鹽酸處理大磯砂，
也曾經在水草的論壇上提過這檔事。
如今水草的周邊設備選擇非常豐富，
黑土（泥）也是人人都消費得起的商品，
而荷蘭矽砂的價格也已經崩盤，
再也不需要透過鹽酸來處理大磯砂，
這幾年以來，
偶而還是聽聞有草友以鹽酸來處理岩石或砂石，
但很遺憾的是，
有些草友對於鹽酸處理砂石或岩石抱持著不太正確的觀念，
與我們當年使用鹽酸的目的並不相同，
因此我覺得有必要加以探討。

很多人在運用鹽酸時，
都抱持著想透過鹽酸來降低酸鹼值的錯誤觀念！
有些人因錯誤的期待未能達到預期的效果，
便開始批評前人的作法有誤。
反觀前輩醫師指導我使用鹽酸處理大磯砂的主要目的，
從來就不是為了降低水質的酸鹼度（pH），
而是要減少砂石對於水質硬度（KH）的影響！
想透過鹽酸來降低水質的酸鹼度，
可說是對於水質的化學認識不足。
有趣的是，
日本的網站也可見到以鹽酸處理大磯砂的教學，
恰巧也是為了降低砂石對於碳酸硬度的影響，
而非為了降低酸鹼值。
在此要強調的是，
本文的目的，
是試著要澄清一些鹽酸使用的觀念，
但絕非要鼓勵水草愛好者們使用鹽酸。

由於黑土（泥）的出現，使得水草的種植變得更容易了，因此荷蘭矽砂的命運也和宜蘭砂（大磯砂）一樣，如今都成了水族市場的便宜底砂。

先來談談我們當年的作法吧。
由於當年我只是個學生，
雖然熱愛水草設了好幾個水族缸，
但最大的水族缸只有三尺（三尺缸在 25 年前的台灣算是小缸），
所以要處理的大磯砂份量還不算多。
在大磯砂買回來以後，
我並不會直接下缸使用，
而是先裝在大水槽內，
先裝了一些水以後，
然後開始倒入一大瓶的工業用／藥用鹽酸，
將著水槽的大磯砂都浸泡入鹽酸內。
此時我們會見到大磯砂開始瘋狂的冒泡甚至冒煙，
我們就將大磯砂浸泡在鹽酸內一個晚上，
等到第二日發現大磯砂不再冒泡了，
就把水槽內的溶液倒掉，
並且好好的清洗大磯砂一番，
然後才將這些以鹽酸處理過的大磯砂，
一瓢一瓢的舀進水族缸內鋪設。
在此要強調的是，
這整個過程都要穿戴橡膠手套，
而且要在通風的是外處理以免嗆鼻。

在剛開始的幾天內，
水族缸的水質會呈現酸性的反應（自來水的酸鹼值約 7.5），
但隨著時間的發展，
水質又會變回原本的鹼性。
不過就如我們在前面所提到的，
水族缸的酸鹼值根本不是我們使用鹽酸的目的，
水質的硬度才是重點！
當我們種植了水草開始打二氧化碳以後，
以鹽酸處理過的大磯砂，
依舊會提升水中的碳酸硬度（KH），
但碳酸硬度能維持在 6-8 dKH（自來水為 4-5 dKH），
相較於沒用鹽酸處理過的大磯砂,
碳酸硬度動輒超過 20 dKH，
這已經是個非常了不起的成果了。
比起購買昂貴的荷蘭矽砂，
以鹽酸處理大磯砂來種植水草，
幫我節省下了非常可觀的費用。

用鹽酸處理砂石的目的，是要減少岩石表面碳酸鈣成分對於水質的影響，因此絕對不要寄望能夠用於處理珊瑚礁或珊瑚石。

這到底是怎麼一回事兒？
為何鹽酸處理過的大磯砂，
能夠降低的是碳酸硬度（KH）而非酸鹼值（pH）？
我們先來看看一個化學反應：

2 HCl + Ca(HCO3)2 -> CaCl2 + H2O + 2 CO2

鹽酸（HCl）和溶解於水中的碳酸氫鈣（Ca(HCO3)2 ）起反應，
變成了氯化鈣（CaCl2 ）、水（H2O ）和二氧化碳（CO2）。
碳酸氫鈣就是碳酸硬度（KH）的主要組成之一，
和鹽酸作用以後，
碳酸氫鈣減少了，
於是乎碳酸硬度就降低了。
而二氧化碳大量產生的結果，
就是我們所見到的大量冒泡。
簡單的說，
我們就是運用這個化學反應來處理岩塊或砂石。
二氧化碳的產生，
雖然會酸化水質，
但二氧化碳畢竟是氣態的，
很快地就冒泡消失不見。

但要特別提醒的是，
碳酸鈣（CaCO3）在各種岩塊或砂石的組成比例也不同，
如果某個岩塊或砂石的碳酸鈣組成比例非常的高，
例如珊瑚砂或珊瑚礁，
那麼根本就別玩了。
再多的鹽酸也不夠用，
況且有可能整個珊瑚礁或珊瑚砂會被鹽酸溶解到所剩無幾。
這也是為何我們只用大磯砂來泡鹽酸，
絕對不會用珊瑚砂。
岩塊或砂石內的碳酸鈣成分被分解減少了，
體積和重量在浸泡鹽酸後就變輕了，
更重要的是，
日後對於水質的影響力道也就降低了。
而值得一提的是，
砂石由於顆粒小且接觸面積大，
因此和鹽酸起作用的效果就越好，
同一材質的較大岩塊由於總表面積較小，
鹽酸的作用就沒那麼深入或徹底，
所以日後岩塊對於水質的影響還是會出現，
但比起沒浸泡過鹽酸的同材質岩塊，
要算是善良多了。

市面上能夠選擇的岩石材質玲郎滿目，沒有必要堅持使用碳酸鈣含量較高的材質，除非岩石的紋理或形狀具有不可抗拒的魅力。

此外，
我們也由反應式解答了一些水族愛好者們的疑惑：
為何使用了強酸還無法達到降酸的目的？
這是因為水體內的緩衝物質如重碳酸（HCO3），
會不斷地由硬景觀（岩石和底砂）釋出，
和強酸起作用以後，
大部分變成了二氧化碳消失不見了。
除非我們源源不絕的添加強酸，
否則水體還是會逐漸恢復平衡，
於是酸鹼值又會回升了。
雖說水族缸中的底砂和岩塊，
在水中會產生／溶解出碳酸氫鈣影響到碳酸硬度，
但如果遇到了一個沒種植水草、飼養密度很高且長久不換水的缸子，
隨著硝化細菌不斷的把動物的排泄物分解成硝酸，
缸中的硝酸鹽會不斷的累積到相當高的濃度，
這個時候硝酸（HNO3）就像是鹽酸（HCl）一樣，
將進行下列的反應：

2 HNO3 + Ca(HCO3)2 -> Ca(NO3)2 + H2O + 2 CO2

於是乎水質跟著變軟了，
當水體內的重碳酸消耗殆盡時，
水質甚至也會變酸。
高密度養殖且無水草又不換水的酸性軟水缸子，
在過去是很常見的。
有趣的是，
這種缸子的水質在軟化酸化至一個程度以後，
會維持在一個穩定的水質。
其中的可能原因，
應該不是硝化細菌停止分解動物排泄物產生硝酸，
而是脫氮作用使得硝酸濃度不會無止境的升高，
我們在水草對脫氮作用的影響（上）：根系篇和水草對脫氮作用的影響（下）：莖葉篇兩篇文章中談過，
脫氮作用的發生超乎了一般水族愛好者的想像。

隨著水族科技的進步，
各種合適的商品不斷的上市，
不論是岩塊或底砂的選擇，
都能夠挑選到影響水質（碳酸硬度）最小的材質，
使用鹽酸處理岩塊和底砂的必要性已經大大的降低，
除非是鍾情於某種材質岩塊的形狀和紋理，
而此一岩塊的材質內剛好含有較高比例的碳酸鈣，
此時透過鹽酸來先行浸泡處理，
降低碳酸鈣溶解在水中後對於碳酸硬度的影響，
以減少不利於水草生長的因子。
不論如何，
我們要具備正確的觀念：
使用鹽酸的目的，
絕對不是寄望於酸鹼值的調降，
除非是水體已經不再具有緩衝能力。