해수어항 도징 계산기: 칼슘과 알칼리니티를 얼마나 넣어야 할까
오늘 아침에 측정했습니다. 알칼리니티는 7.6 dKH, 목표는 8.5, 찬장에는 베이킹소다 한 봉지가 있고 선반에는 투파트 한 병이 있습니다. 커뮤니티에서는 "그냥 리프 계산기 돌리세요"라고 하고, 계산기는 84 mL라고 하는데, 이 숫자가 맞는지, 넣었다가 수조가 스노우볼이 되는 건 아닌지 전혀 감이 안 옵니다.
결론부터 말씀드리면 이렇습니다. 모든 리프 계산기는 곱셈 한 번을 할 뿐입니다. 물량 곱하기 수치를 얼마나 움직일지 곱하기 제품이 얼마나 센지. 이 계산을 한 번만 직접 해보면 인터넷의 어떤 계산기든 검산할 수 있고, 잘못 들어간 단위나 수화물을 산호가 알아차리기 전에 잡아낼 수 있습니다.
아래에 그 계산식, 각 방법, 그리고 어떤 계산기보다 중요한 두 가지 규칙을 정리했습니다.
리프 도징 계산기가 실제로 하는 일
BRS 계산기부터 2009년에 누가 커뮤니티에 올린 스프레드시트까지, 모든 리프 도징 계산기는 이겁니다.
도징량 = 실제 물량 × 올릴 폭 × 1 L를 1단위 올리는 데 필요한 제품량
세 입력값 중 둘은 여러분 몫입니다. 실제 물량은 박스에 적힌 숫자가 아닙니다. 라이브록과 바닥재가 본수조의 대략 10~20퍼센트를 차지하니 "300 L" 수조에 실제로 든 물은 250 L 정도이고, 여기에 섬프가 운전 수위 기준으로 얼마간을 다시 더해 줍니다. 단위 오류가 아닌 계산기 오류는 대부분 물량 오류이고, 전부 과다 도징 쪽으로 밀어붙입니다. 올릴 폭은 지금 수치와 목표 수치의 차이이고, 늘 쓰는 키트로 늘 재는 시각에 측정한 값 기준입니다.
제품 세기만이 화학이 들어가는 유일한 부분입니다. 건조 약품이라면 분자량에서 나오고, 액상이라면 라벨에서, 아니면 직접 녹여 넣은 양에서 나옵니다.
알칼리니티를 얼마나 넣어야 할까: 탄산수소나트륨 계산법
기본 숫자 세 개면 전부 됩니다.
- 1 dKH는 탄산칼슘 환산 17.86 ppm이고, 이는 리터당 0.357 밀리당량입니다.
- 탄산수소나트륨(베이킹소다, NaHCO3)은 몰당 84 g이고 몰당 알칼리니티 1당량을 냅니다.
- 따라서 1 L를 1 dKH 올리는 데는 0.357 × 84 = 탄산수소나트륨 30 mg이 필요합니다.
이게 세기 값의 전부입니다. 리터당 dKH당 30 mg, 즉 100 L당 dKH당 3.0 g입니다.
계산 예시입니다. 실제 물량 300 L(약 80 US갤런) 수조. 알칼리니티가 7.6 dKH이고 목표가 8.5이니 올릴 폭은 0.9 dKH입니다.
300 × 0.9 × 0.030 g = 탄산수소나트륨 8.1 g.
저울로 재세요. 수북한 티스푼으로 넣다가 2 dKH를 넘겨 버리는 겁니다.
탄산나트륨(소다회, 또는 베이킹소다를 300 F(150 C)에서 한 시간 구운 것)은 몰당 106 g에 몰당 2당량을 내므로 0.357 × 53 = 리터당 dKH당 19 mg이고, 같은 보정에 5.1 g이 듭니다. 소다회는 탄산수소나트륨이 거의 못 움직이는 pH를 몇 시간 동안 끌어올리기도 하는데, 그게 언제 유용하고 언제 성가신지는 해수어항 pH 올리는 법에서 다룹니다.
이제 어떤 알칼리니티 계산기든 검산할 수 있습니다. 300 L와 0.9 dKH 상승을 입력해 보세요. 베이킹소다 8 g이라고 하면 맞는 겁니다. 30 g이라고 하면 물량을 갤런으로 받아들인 겁니다. 액상도 같은 원리입니다. RO수 1 L에 탄산수소나트륨 60 g을 녹이면 1 mL당 60 mg이 들어 있으니 보정량은 135 mL이고, 이 레시피에 대해 전혀 다른 숫자를 내놓는 투파트 도징 계산기는 잘못된 세기 값이 저장돼 있는 겁니다.
리프 키퍼들이 틀리는 칼슘 계산기
염화칼슘은 계산기마다 답이 갈리는 지점인데, 거의 항상 수화물 때문입니다.
칼슘은 몰당 40 g이니 1 L를 1 ppm 올리려면 염화칼슘 1/40 밀리몰이 필요합니다. 문제는 여러분이 가진 그 분말의 1밀리몰이 몇 mg이냐입니다.
- 무수 염화칼슘(CaCl2): 몰당 111 g, 따라서 리터당 ppm당 2.8 mg.
- 염화칼슘 이수화물(CaCl2.2H2O): 몰당 147 g, 따라서 리터당 ppm당 3.7 mg.
같은 300 L 수조, 칼슘 400 ppm, 목표 430, 올릴 폭 30 ppm:
- 이수화물: 300 × 30 × 0.0037 g = 33 g
- 무수물: 300 × 30 × 0.0028 g = 25 g
3분의 1 차이입니다. 라벨을 확인하세요. 적혀 있지 않다면 무수물로 가정하고 다음 날 다시 측정하세요. 모자라게 넣으면 한 번 더 넣으면 되지만, 3분의 1을 넘치게 넣으면 석출로 갚게 됩니다.
외워둘 만한 숫자가 하나 더 있는데, 바로 비율입니다. 알칼리니티 1 dKH가 소모될 때 칼슘은 약 7 ppm이 소모됩니다(2.8 dKH당 20 ppm). 하루 0.6 dKH를 태우는 수조는 칼슘을 하루 약 4 ppm 태우는데, 420 ppm이라는 저수지에서 키트가 10이나 20 ppm 단위로 읽어내니 칼슘은 전혀 안 움직이는 것처럼 보입니다. 알칼리니티는 계속 떨어지는데 칼슘이 높게 흘러간다면 그건 칼슘 문제가 아니고, 대개 알칼리니티와 마그네슘 쪽인 이유는 해수어항 칼슘 낮추는 법에서 설명합니다.
세기 값 한 표 정리
실제 물량 100 L(26 US갤런) 기준:
| 올릴 폭 | 제품 | 양 |
|---|---|---|
| 1 dKH | 탄산수소나트륨 | 3.0 g |
| 1 dKH | 탄산나트륨 | 1.9 g |
| 1 dKH | 포화 kalkwasser | 0.9 L (칼슘 약 7 ppm 동반) |
| 1 dKH | All-For-Reef | 약 18 mL (칼슘 약 7 ppm 동반) |
| 칼슘 10 ppm | 염화칼슘 이수화물 | 3.7 g |
| 칼슘 10 ppm | 무수 염화칼슘 | 2.8 g |
100 US갤런(378 L)이라면 3.8을 곱하세요.
투파트, All-For-Reef, kalkwasser, 칼슘 리액터: 각각 무엇이 딸려오나
어떤 방법을 쓰든 화학과 목표치는 같습니다(해수어항 수질 목표표에 표가 있습니다). 다른 건 무엇이 함께 들어오느냐, 그리고 그 방법이 일주일 중 얼마를 잡아먹느냐입니다.
투파트는 한 병에 탄산수소나트륨이나 탄산나트륨, 다른 병에 염화칼슘입니다. dKH당 가장 싸고, 칼슘과 알칼리니티를 따로따로 움직일 수 있는 유일한 방법입니다. 대가는 펌프 두 대, 통 두 개, 그리고 남는 나트륨과 염화물입니다. 도징 한 번 한 번이 결국 약간의 식염이라 염도가 몇 달에 걸쳐 슬금슬금 올라갑니다. 물갈이가 잡아주고, 이미 37 ppt(1.028 SG)에 닿았다면 하루 약 0.001 SG 이하로 되돌리세요. 두 파트를 절대 같은 자리에 동시에 넣지 마세요. 그 자리의 국소 급등이 탄산칼슘 눈이 되어 석출됩니다. 10분 간격, 섬프 양 끝, 수류 안으로.
올인원, 즉 All-For-Reef. Tropic Marin의 이 제품은 포름산칼슘입니다. 포름산이 수조 안에서 탄산수소염으로 산화되니 한 병으로 칼슘과 알칼리니티가 dKH당 7 ppm의 균형 비율로 들어오고, 마그네슘과 미량원소까지 따라옵니다. 라벨의 All-For-Reef 도징량은 100 L당 하루 5 mL로 시작해서 알칼리니티 측정 결과에 따라 주당 100 L당 2.5 mL씩 올리고, 100 L당 하루 25 mL라는 상한에서 멈춥니다. 시작 시점에 약 0.3 dKH와 칼슘 2 ppm, 상한이 하루 약 1.4 dKH이니 하루 2 dKH를 소모하는 자리 잡은 SPS 수조는 이걸로 못 버티고, 라벨에도 그렇게 적혀 있습니다. 포름산은 유기 탄소원이기도 해서 아주 약한 탄소원 도징 효과로 질산염을 살짝 낮출 수 있으니, 계산으로 나온 풀 도징이 아니라 범위 맨 아래에서 시작하세요. 그리고 알칼리니티는 포름산이 대사된 뒤에야 나타나므로 도징 한 시간 뒤에 측정해 봐야 아무것도 안 보입니다.
Kalkwasser(석회수). 수산화칼슘을 RO수에 포화 상태까지 녹인 것으로, 리터당 약 1.5 g입니다. 포화 석회수에는 칼슘 약 800 ppm과 알칼리니티 41 meq/L가 들어 있어서, 수조 물 100 L에 1 L를 넣으면 알칼리니티가 약 1.1 dKH, 칼슘이 약 8 ppm 올라가고, 역시 균형 비율이며, 탄산수소염이 아니라 수산화물을 넣는 것이라 pH를 끌어올립니다. 비용은 거의 안 듭니다. 문제는 이 용액이 pH 12.4라는 점입니다. 그래서 절대 한 번에 붓거나 들이붓지 않고, 수류가 센 곳에 천천히 떨어뜨립니다. 보통 보충수로 쓰는데, 도징펌프가 켜진 채로 고장 나면 pH가 8.6을 넘겨 한 시간 안에 알칼리니티 절반이 눈으로 석출될 수 있습니다. 증발량에 실려 가는 방식이라 한계가 있습니다. 하루에 물량의 1퍼센트, 예를 들어 300 L에서 3 L가 증발하는 수조라면 여기서 얻을 수 있는 건 하루 최대 약 1.1 dKH입니다.
칼슘 리액터. 아라고나이트 미디어를 담은 챔버에 CO2를 불어 넣습니다. 산성이 된 물이 미디어를 녹이고, 보통 pH 6.56.8에 2540 dKH인 배출수가 섬프로 다시 떨어집니다. 균형 비율에, 미디어에서 나오는 약간의 마그네슘과 스트론튬까지 있고, 어떤 수요든 감당할 수 있어서 SPS 위주의 대형 시스템이 결국 여기로 오는 겁니다. 비용은 초기 구입비와 2주 정도의 세팅 기간이고, 운영 비용은 pH입니다. CO2가 수조 pH를 끌어내리니 리액터 수조는 8.1을 지키려고 어차피 보충수에 kalkwasser를 함께 쓰는 경우가 많습니다.
대략 이렇습니다. 하루 1 dKH 미만이면 kalk나 All-For-Reef, 1~2면 펌프에 올린 투파트, 2를 넘으면 리액터, 아마 kalk를 곁들여서.
규칙 하나: 목표치가 아니라 소모량에 맞춰 도징하세요
리프 계산기는 "A에서 B로 옮기려면 얼마를 넣어야 하나"에 답합니다. "매일 얼마를 넣어야 하나"에는 답하지 않고, 이 둘은 다른 숫자입니다.
일일 도징량은 곧 소모량입니다. 아침 8시 측정에서 다음 아침 8시 측정 사이에 0.6 dKH가 빠진다면 도징량은 하루 0.6 dKH이고, 산호가 자라면서 위로 조정해 갑니다. 300 L 수조라면 300 × 0.6 × 0.030 = 하루 탄산수소나트륨 5.4 g, 또는 리터당 60 g 용액으로 90 mL이고, 여기에 칼슘 약 4 ppm, 즉 이수화물 4~5 g이 붙습니다. 수조가 계단을 한 번도 보지 않도록 펌프 도징 서너 번으로 나누세요.
소모량을 재려면 도징을 고정한 채 며칠간 같은 시각에 측정해야 합니다. 일일 알칼리니티 소모량 계산하는 법이 그 과정이고, 숫자를 손에 넣으면 알칼리니티 소모량 계산기가 그걸 여러분이 쓰는 첨가제의 밀리리터로 바꿔 줍니다.
그렇지 않으면 계산된 8.1 g을 넣었는데 수조가 밤새 0.6 dKH를 소모해서 내일 알칼리니티는 7.9로 나오고, 목요일쯤엔 움직이는 숫자를 쫓고 있게 됩니다. 유지 도징량부터 잡으세요. 알칼리니티가 날마다 평평하게 유지되면, 계산된 보정 한 번으로 목표치까지 옮기고 거기서 그대로 머뭅니다.
규칙 둘: 하루 약 1 dKH 이상은 절대 안 됩니다
산호는 알칼리니티가 어디에 있느냐가 아니라 얼마나 빨리 움직이느냐에 반응합니다. 7 dKH로 유지되는 수조도 괜찮고 10으로 유지되는 수조도 괜찮지만, 하룻밤에 7에서 10으로 밀어 올린 수조는 조직을 잃고, SPS부터 잃습니다. 일반적으로 통하는 한계는 하루 약 1 dKH 상승이고, 이미 스트레스 받은 수조라면 0.5가 더 낫습니다. 그러니 3 dKH 보정은 3~4일짜리 작업이고, 경고 없이 그걸 한 번에 넣을 양을 건네주는 계산기는 계산기일 뿐 조언이 아닙니다. 큰 격차는 해수어항 알칼리니티 올리는 법에서 다룹니다.
칼슘은 훨씬 관대하지만, 약 50 ppm을 넘는 양은 그래도 며칠에 나눠 넣는 편이 낫습니다.
작은 규칙 두 개가 따라옵니다. 보정 전에는 매번 측정하세요. 사흘 전 측정값은 이제 존재하지 않는 숫자니까요. 그리고 수류 없는 본수조에 절대 직접 넣지 마세요. 국소 급등은 그 자리에서 석출되고, 수면으로 들이부은 건조 분말은 산호 위에 내려앉아 태울 수 있습니다.
측정값 옆에 도징량을 기록하세요
위의 어떤 방법이든 한 달 뒤에는 같은 질문으로 귀결됩니다. 소모량이 올라가고 있나? 계산기는 오늘의 숫자를 주고, 기록은 추세를 줍니다. 아래 기록 시트에는 정확히 이걸 위한 Maintenance 시트가 있습니다. 측정값 옆에 그 뒤에 넣은 도징량을 적어 두면, 알칼리니티가 주당 0.1 dKH씩 미끄러지기 시작할 때 시약을 탓하는 대신 소모량이 올랐다는 걸 볼 수 있습니다.
스프레드시트 받기
Google Sheets에서 사본 만들기 (Google 계정 필요 · 영어만)
Excel 버전 다운로드 (계정 불필요)무료이고 이메일 등록도 출처 표기도 필요 없습니다. 측정값은 목표 범위 안이면 초록, 밖이면 빨강으로 바뀌고, 그래프에는 목표 범위가 점선으로 그려집니다.
소모량에 맞춰 도징한다는 건 몇 주마다 같은 시각 측정값 더미에서 숫자 하나를 다시 뽑아낸다는 뜻인데, 대부분은 이 장부 정리를 슬그머니 그만둡니다. Recif는 그 일을 대신 맡으려고 저희가 만든 해수 관리 앱입니다. 모든 측정값을 기록하고, 각 항목을 내가 정한 목표 범위와 함께 그래프로 그리고, 소모량 추세를 계산해서 수요가 오르는 걸 일찍 보여주고, 너무 오래 측정하지 않은 항목이 있으면 알려주고, 수조 전체를 하나의 안정성 점수(Stability Score)로 보여줍니다. 지금 App Store와 Google Play에서 받을 수 있습니다.