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어떤 염도계를 믿어야 할까: 굴절계, 비중계, 디지털 염도계 비교

스윙암 비중계는 1.023이라고 합니다. 그걸 확인하려고 산 굴절계는 1.026을 가리킵니다. 수족관 매장의 디지털 염도계는 내 샘플을 1.028로 읽었습니다. 기기 세 대에 답이 세 개, 그 폭이 비중 0.005, 6 ppt가 넘습니다. 리프 수조가 살아야 하는 범위 전체보다 넓은 차이입니다.

결론부터 말씀드리면 이렇습니다. 셋 중 어느 것도 염도를 직접 재지 않고, 35 ppt 교정액으로 확인하기 전까지는 어느 것도 믿을 수 없습니다. 교정한 굴절계나 전도도 측정기는 비중 0.001 안쪽까지 맞춰 줍니다. 스윙암 비중계는 그렇지 않습니다. 그리고 가장 최근에 교정한 사람이 맞는 사람입니다.

각 염도계가 실제로 재는 것

책상 위에 있는 어떤 기기도 녹아 있는 소금의 무게를 재지 않습니다. 비중계는 밀도를 잽니다. 굴절계는 굴절률, 즉 빛이 샘플을 통과하며 얼마나 꺾이는지를 잽니다. 디지털 염도계는 눈 대신 센서가 달린 굴절계이거나, 물에 전류가 얼마나 잘 흐르는지를 재는 전도도 측정기입니다. 35 ppt 천연 해수는 77 F(25 C)에서 약 53 mS/cm의 전도도를 보입니다.

모든 환산은 온도에 좌우되고, 특정한 염 조성을 전제로 합니다. 35 ppt 천연 해수는 77 F(25 C)에서 비중 약 1.026이고, 비중 0.001은 1 ppt를 조금 넘으니 두 기기 사이의 0.002 차이는 거의 3 ppt입니다. 어떤 숫자를 목표로 잡아야 할지 확실하지 않다면 해수어항 적정 염도 글에서 1.025냐 1.026이냐 문제를 정리했습니다.

측정기재는 것현실적인 정확도교정 방법
스윙암 비중계밀도비중 0.002 이상 틀리는 경우가 흔함조정 불가, 확인만 가능
광학식 굴절계굴절률교정하면 비중 0.001 이내35 ppt 교정액
디지털 굴절계굴절률스펙상 비중 약 0.002(2 ppt)RO/DI 물로 영점, 해수 눈금 내장
전도도 측정기전도도교정하면 비중 0.001(1 ppt) 이내35 ppt 전도도 표준액

굴절계 vs 비중계: 싼 쪽이 지는 이유

스윙암 비중계는 축에 매달린 바늘이 움직이는 플라스틱 상자입니다. 물을 채우면 바늘이 뜨고, 멈춘 자리를 읽습니다. 싸고, 대부분의 수조가 여기서 시작합니다. 문제가 세 가지 있는데, 이게 겹칩니다.

기포. 공기가 바늘에 달라붙어 바늘을 띄우니 값이 높게 나옵니다. 두드리고, 기울이고, 옆에서 채워 봐도 세 번에 한 번은 기포가 낍니다.

온도. 물이 따뜻해지면 밀도는 떨어지는데, 모든 비중계는 특정 온도 하나에서 정확히 읽히도록 교정되어 있습니다. 요즘 제품은 대부분 77 F(25 C), 구형 설계는 60 F(16 C)입니다. 60 F 기준 제품을 78 F(26 C) 수조 물에 쓰면 대략 0.002~0.003 낮게 나옵니다.

소금 결정. 축에 마른 소금이 끼면 바늘이 걸리고, 바늘에 마른 소금이 붙으면 무게가 달라집니다. 쓸 때마다 헹구고 매달 식초에 담가도 여전히 어긋납니다.

그러니 스윙암 비중계가 0.002 틀리는 건 불량이 아니라 정상이고, 그 0.002가 대부분의 리프 애호가가 목표로 잡는 1.024~1.026 범위의 전체 폭입니다. 굴절계냐 비중계냐 논쟁은 몇 년 전에 이미 끝났습니다. 교정된 굴절계와 대조해 두면 보충수 때문에 생기는 편차를 매일 빠르게 확인하는 용도로는 쓸 만하지만, 염도를 맞추는 기준으로 삼을 물건은 아닙니다.

광학식 굴절계: 제대로 교정하면 좋습니다

광학식 굴절계는 한쪽 끝에 프리즘, 반대쪽 끝에 접안렌즈가 달린 금속 통입니다. 프리즘에 두세 방울 떨어뜨리고 덮개를 닫은 뒤 창 쪽으로 들고, ppt와 비중 눈금 위에서 파란색이 흰색으로 바뀌는 경계를 읽습니다.

취미용 굴절계 대부분은 해수가 아니라 소금물용으로 만들어졌습니다. 박스에 산호 사진이 있는 제품도 대개 순수 염화나트륨 용액 기준 눈금을 씁니다. 해수는 그램당 빛을 조금 덜 꺾습니다. 35 ppt 천연 해수는 36.5 ppt 염화나트륨 용액과 굴절률이 같아서, 증류수로 영점을 잡은 소금물용 굴절계는 해수를 약 1.5 ppt, 비중으로 대략 0.001 높게 읽습니다. 접안렌즈에서는 수조를 35 ppt로 맞췄는데 실제 물은 33.5인 겁니다.

증류수나 RO 물은 영점만 잡아 줄 뿐이고, 영점은 실제로 읽는 지점에서 35 ppt나 떨어져 있습니다. 대신 35 ppt 교정액으로 교정하세요. 그러면 눈금에서 정말 중요한 그 한 지점의 오차가 사라집니다. 내 제품에 교정액이 따라오지 않았다면 한 병 사세요.

ATC는 자동 온도 보상이라는 뜻인데, 보상하는 건 샘플이 아니라 기기입니다. ATC 굴절계 안에는 바이메탈 띠가 있어서 금속 몸체가 따뜻해지거나 식으면 눈금을 살짝 밀어 주는데, 보통 5086 F(1030 C) 범위에서 작동합니다. 두 방울은 30초쯤이면 프리즘 온도를 따라가기 때문에 이 방식이 통하는 거고, 떨어뜨리자마자 읽거나 몸체를 추운 창고에서 막 꺼내 왔다면 통하지 않습니다. 굴절계와 교정액과 샘플을 같은 방에 20분 두고, 방울을 떨어뜨리고, 30초 기다린 뒤 읽으세요.

디지털 염도계: 정확하지만 프로브 관리가 필요합니다

디지털 굴절계는 같은 프리즘을 쓰되 눈 대신 광센서가 읽습니다. 해수 눈금과 온도 센서가 내장되어 있어 소금물 눈금 문제와 온도 문제는 사라집니다. 함정은 공개된 정확도입니다. Milwaukee MA887의 스펙은 플러스마이너스 2 ppt, 비중 0.002입니다. 교정액 한 병 갖춘 저렴한 광학식 굴절계보다 나을 게 없습니다.

전도도 측정기가 보통 사람들이 디지털 염도계라고 부르는 물건입니다. Hanna HI98319 같은 펜 타입과 수조 컨트롤러의 염도 프로브가 여기 속합니다. Hanna의 스펙은 플러스마이너스 1 ppt, 비중 0.001입니다. 전도도는 섭씨 1도당 약 2퍼센트씩 움직이기 때문에 모두 온도 센서를 내장하고 있습니다. 프로브를 샘플에 30~60초 담가 숫자가 멈출 때까지 기다리세요.

정직한 값을 유지하는 규칙은 세 가지입니다.

  • 맞는 용액으로 교정하세요. 전도도 프로브는 0이 아니라 35 ppt, 즉 53 mS/cm에서 교정합니다. 염화나트륨 용액은 밀도, 굴절률, 전도도를 동시에 해수와 맞출 수 없어서, 굴절계 교정액과 전도도 표준액은 둘 다 35 ppt라고 적혀 있어도 서로 다른 용액입니다. 그 기기용으로 만든 것을, 개봉한 병보다는 새 파우치에서 꺼내 쓰세요.
  • 쓸 때마다 프로브를 RO 물로 헹구고 전극에 수조 물이 마르게 두지 마세요. 소금 침전물이 셀의 형상을 바꾸면 값이 아무 경고 없이 어긋납니다.
  • 일정대로 재교정하세요. 펜 타입은 2~4주마다, 컨트롤러 프로브는 매달, 그리고 뜻밖의 값이 나올 때마다입니다. 컨트롤러 프로브에는 기포와 바이오필름도 끼니, 수류가 있는 곳에 달고 교정할 때 닦아 주세요.

매달 교정하면 취미가가 살 수 있는 어떤 염도계 못지않게 믿을 수 있습니다. 한 번도 교정하지 않으면 배터리 달린 난수 발생기입니다.

해수어항에 가장 좋은 염도계

대부분의 수조에는 광학식 굴절계에 35 ppt 교정액입니다. 싸고, 고장 날 배터리나 프로브가 없고, 제대로 교정하면 비중 0.001 이내로 읽습니다. 경계선을 눈으로 가늠하는 게 싫다면 전도도 측정기가 업그레이드입니다. 더 빠르고, 0.1 ppt 단위까지 읽히고, 이미 컨트롤러를 쓰고 있다면 자연스러운 선택입니다. 교정액 비용은 예산에 넣어 두세요. 교정액이 없으면 박스에 적힌 정확도는 아무 의미가 없습니다.

스윙암 비중계는 옆면에 오차를 매직으로 적어서 서랍에 백업으로 넣어 두면 됩니다. 어떤 것을 사든 진짜 측정 기구는 교정액입니다. 염도계는 수조 물을 교정액과 비교하는 수단일 뿐입니다.

굴절계 교정 방법

5분이면 되고, 새 인공해수를 탈 때마다 합니다.

  1. 35 ppt 교정액을 준비하세요. 굴절계용이라고 표시된 병을 사거나 직접 만드세요. 순수한 염화나트륨(요오드 없고 고결방지제 없는 것) 3.65 g을 RO 물 96.35 g에 녹이면 되는데, 0.01 g 단위로 읽히는 저울로 재야 합니다. 이 용액은 광학적으로 35 ppt 해수와 일치합니다. 증발해서 값이 올라가지 않도록 밀봉해서 보관하세요.
  2. 온도를 맞추세요. 굴절계, 교정액, 수조 샘플을 실온, 대략 6877 F(2025 C)에서 20분 함께 두세요.
  3. 떨어뜨리고 기다리세요. 프리즘에 교정액 두세 방울, 덮개 아래 기포가 없게 닫고, 30초 기다립니다.
  4. 조정하세요. 경계선이 35 ppt(비중 1.026)에 있지 않으면 교정 나사를 돌려 맞춥니다. 헹구고 닦은 뒤 한 방울 더 떨어뜨려 확인합니다.
  5. 수조 물을 재세요. 헹구고, 닦고, 수조 물을 떨어뜨리고, 30초 기다린 뒤 읽습니다. 케이스에 넣기 전에 다시 헹구고 닦으세요. 마른 소금이 프리즘에 흠집을 내고, 흠집 난 프리즘은 경계선을 흐릿하게 만듭니다.

이 확인을 매달, 어딘가 부딪힌 뒤, 그리고 측정값 때문에 무언가를 바꾸려 할 때마다 반복하세요. 그날 교정액으로 검증하지 않은 값으로는 절대 염도를 조정하지 마세요. 물 타는 통에도 같은 원칙이 적용되는데, 소금 브랜드별 성분 차이가 새 통을 열 때마다 재볼 만큼 크기 때문입니다.

내 측정값과 매장 측정값이 다르다면: 누가 맞을까요?

집에서는 1.024가 나왔습니다. 매장에서는 내 샘플이 1.027로 나왔습니다. 4 ppt 차이인데, 물고기는 누구 잘못인지 관심 없습니다.

기본적으로는 어느 쪽도 맞다고 할 수 없습니다. 매장 기기는 하루 마흔 번 쓰이면서 교정은 훨씬 드물게 되고, 소금물 눈금에 RO 물로 영점을 잡는 경우가 잦아서 높게 읽힙니다. 두 가지를 물어보세요. 무엇으로 쟀는지, 마지막으로 언제 교정했는지. "오늘 아침에 35 ppt 교정액으로요"가 이기는 답입니다. "디지털이라 교정이 필요 없어요"는 지는 답입니다.

그다음 결정타를 쓰세요. 내 교정액을 내 굴절계에 올려 보세요. 35 ppt가 나오면 내 수조 측정값이 맞습니다. 그 병을 매장에 가져가서 그쪽 기기로 읽어 달라고 하세요. 교정액을 35로 읽지 못하는 기기가 틀린 기기입니다.

샘플 자체도 의심해 보세요. 50 F(10 C) 차 안에 있다가 바로 프리즘에 올라간 샘플은 높게 나오니 데워서 재세요. 뚜껑 없는 컵은 공기 중으로 담수를 잃어 점점 짜지니, 꽉 채워 밀봉한 병에 담아 가세요.

틀린 쪽이 나였다면 오후 한나절에 고치려 들지 마세요. 염도는 하루 비중 약 0.001(대략 1 ppt)보다 빠르게 움직이지 마세요. 물고기와 산호는 느린 표류는 견디지만 계단식 변화에는 대가를 치르게 하니, 0.003 보정은 사흘짜리 작업입니다. 올리려면 다음 물갈이 물이나 보충수를 목표보다 살짝 높게 타세요. 내리려면 하루에 걸쳐 RO 물을 조금씩 나눠 보충하세요. 200리터(50갤런) 수조에서 1 ppt는 평소 보충량 외에 RO 물 약 6리터(1.5갤런)이니, 한 번에 500 mL씩이 적당한 속도입니다. 본수조에 마른 소금을 절대 직접 넣지 말고, 보정용 물을 퍼뜨릴 수류 없이 붓지도 마세요. 그 뒤에 산호가 시무룩하다면 물갈이 후 산호가 안 펴질 때에서 염도 불일치 경우를 다뤘습니다.

숫자만 말고 측정기도 기록하세요

염도는 주 1회, 그리고 새 인공해수를 탈 때마다 재는 항목입니다. 비중계에서 굴절계로 바꾼 날 0.002 계단이 생긴 그래프는 수조에 일어난 일이 아니라 교정 이벤트입니다.

측정값은 한 가지 단위로 적고, 어떤 기기를 썼는지, 마지막 교정은 언제였는지를 측정값 옆 메모 열에 함께 적으세요. 그러면 그래프에서 염도가 움직일 때 물이 변한 건지 기기가 변한 건지 구분할 수 있습니다. 해수어항 수질 측정 주기에서 염도가 다른 항목들 사이에서 어디에 놓이는지 볼 수 있고, 해수어항 수질 목표표에서는 여러 항목이 동시에 벗어났을 때 무엇부터 고칠지 다룹니다.

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무료이고 이메일 등록도 출처 표기도 필요 없습니다. 측정값은 목표 범위 안이면 초록, 밖이면 빨강으로 바뀌고, 그래프에는 목표 범위가 점선으로 그려집니다.

어떤 기기로 무엇을 읽었는지, 각각 마지막으로 언제 교정했는지 적어 두는 일은 염도 그래프에 계단이 생기고 아무도 이유를 모를 때까지 건너뛰게 되는 종류의 기록입니다. Recif는 이 문제를 해결하려고 저희가 만든 해수 관리 앱입니다. 모든 측정값을 기록하고, 각 항목을 내가 정한 목표 범위와 함께 그래프로 그려서 서서히 흐르는 염도와 교정 때문에 생긴 점프가 구분되게 하고, 너무 오래 측정하지 않은 항목이 있으면 알려주고, 수조 전체를 하나의 안정성 점수(Stability Score)로 보여줍니다. 지금 App StoreGoogle Play에서 받을 수 있습니다.