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이산화탄소(CO2)누구든지 이산화탄소를 공급하고 나서 수초가 폭발적으로 자라는 것을 보면 이산화탄소 시스템이 얼마나 유용한지 확신할 수 있을 것이다. 물론 많은 수초 애호가들이 특별한 조치를 전혀 취하지 않고도 수초를 꽤 멋있게 기르고 있다. 그러나, 수초전문잡지의 표지 혹은 "Dutch Aquariums"에 있는 그림 등에서 볼 수 있는 울창한 수초는 이산화탄소를 별도로 공급해야만 이룰 수 있다.
수초는 빛 에너지를 사용하여 광합성을 할 때 이산화탄소를 사용한다. 이산화탄소는 모든 식물이 생산하는 물질(탄수화물, 지방, 단백질등)의 근간을 이루는 탄소의 원천이다. 빛이 별로 없는 수조에서는 빛의 양에 의해 식물의 성장이 좌우된다. 이 경우에는 어류나 박테리아의 호흡과정에서 생산된 이산화탄소만으로도 충분히 광합성을 할 수 있다. 그러나 빛을 많이 공급함으로써 수초를 보다 빨리 자라게 하고 싶다면 어류나 박테리아가 생산한 이산화탄소만으로는 부족하다. 즉, 어느 한도까지는 빛이 증가됨에 따라 수초의 성장도 빨라지겠지만, 그 이상으로 빛을 공급한다고 해도 수초가 더 빨리 성장하지 않는다.
이산화탄소의 양을 증가시키는 가장 쉬운 방법은 이산화탄소 압축용기를 사서 수조에 확산시키는 것이다. 여러 회사 - 대부분은 독일 회사에서 외부 여과기(canister filter)에 이산화탄소를 공급하는 방식의 시스템을 팔고 있다. Dupla에서 판매하고 있는 이산화탄소는 가격이 약 $300 정도이다. 사실 가격이 조금 비싸다고 할 수 있다. 그렇지만 용접기를 판매하는 곳으로부터 압축용기를 구매하고 그 것을 사용하여 이산화탄소 확산기를 쉽게, 싸게 만들 수도 있다.
압축용기에 들어있는 이산화탄소의 압력은 매우 높다. (역자 주 : 50-60kg/cm2) 정압기(regulator)를 사용하면 압력을 상당수준으로 낮출 수 있다. (역자 주 : 1-1.5kg/cm2) 정압기에서 나온 이산화탄소는 일반적으로 수족관에서 사용하는 공기밸브(air valve)를 사용하여 수조 속에 직접 공급할 수도 있다. 그러나 대부분 정압기 다음에 미세조절 밸브 (needle valve)를 부착하여 초당 몇 개정도의 방울이 나오는 속도로 더 떨어트린 뒤 사용한다. 일반 공기밸브로는 세밀하게 조절할 수 없기 때문이다. 이산화탄소 확산통(reactor)이란 물 속에 이산화탄소가 잘 녹아 들어가도록 하기 위하여 조그만 용기를 엎어놓은 것이다. 여과기나 펌프에서 나온 물의 일부를 위에 들어가도록 하고, 이산화탄소 방울은 밑에서 올라오도록 되어 있다. 이산화탄소가 더 잘 녹을 수 있도록 확산기 내부에 벽을 만들어 둠으로써, 가스가 똑바로 올라가지 못하도록 할 수도 있다. 확산기 꼭대기에는 구멍을 만들어 다른 기체가 빠져나가도록 해야 한다. 압축용기 속에는 이산화탄소 외에도 다른 기체들이 들어 있을 수 있고, 이러한 기체들은 물에 잘 녹지 않기 때문이다. (역자 주 : 우리나라의 경우 대부분 이스트 발효에 의한 이산화탄소 공급방법이 아닌 압축용기를 사용할 경우에는 이산화탄소 가스를 아주 잘게 부수어 주는 확산기를 사용하고 있다. 확산기는 관상어 상점에서 쉽게 구할 수 있다.)
저자는 Cambridge의 Vassar가에 있는 Wesco에서 압축용기와 정압기를 구입하였다. 1992년 5월 현재의 5파운드 압축용기의 가격은 $52.5 정도였으며, 가스 재충전 비용은 $9.74, 20파운드 압축용기 가격은 $101.75, 재충전 비용은 $19.55 이었다. 정압기의 가격은 약 $80정도이다. 용접기술이 조금 좋다면 이보다 싼 가격으로도 구입 가능할 것이다. [편집자 주 : 관련정보에 보면 보다 정확한 현재의 가격 및 싸게 구입할 수 있는 장소가 있다.] 이산화탄소는 비교적 싸게 재충전할 수 있다. 저자는 20파운드 짜리 이산화탄소 압축용기에 3개의 어항 (110리터, 280리터, 500리터)을 연결하고 있는데 한번 재충전하여 약 3년간 사용하고 있다.일년 당 어항 하나 당 약 $2정도이다. 저자가 조사해보지는 않았지만, 이산화탄소식 소화기도 사용할 수 있을 것 같으며, 맥주나 음료수에 넣는데 사용하는 이산화탄소 용기도 가능할 것 같다. 드라이 아이스를 사용할 생각은 아예 포기하는 것이 좋다. 너무 복잡하기 때문이다.
저자의 이산화탄소 시스템에서 사용하는 배관 및 밸브는 수족관용 공기펌프에 사용되는 배관 및 밸브이다. 플라스틱 밸브보다는 구리합금으로 만든 것이 더 좋다. 조정하기도 쉽거니와 가스 누출도 적기 때문이다. 가스가 아주 조금씩 새더라도 가스는 금방 바닥이 난다. 이산화탄소 공급장치를 설치하면 모든 밸브 및 연결부위를 비누 액으로 점검하여 전혀 누출이 안되도록 점검을 철저히 해야 한다.
이산화탄소 확산통는 구경이 넓은 관으로 쉽게 만들 수 있다. 저자는 저면 여과기에 달려있는 관을 사용하고 있다. Jim Bardwell이라는 수초애호가는 1리터 콜라 병을 잘라 위쪽 부분으로 확산기를 만들어 사용하고 있다. 여과기에서 나오는 호스는 뚜껑의 위치에 부착시켰다. 확산기를 만들 때에는 투명한 플라스틱을 사용하여야 내부에서 일어나는 일들을 잘 관찰할 수 있어서 좋다. 물이 한쪽 방향으로 흘러내리도록 하고 다른 쪽 방향으로는 이산화탄소가 올라가도록 하는 칸막이를 만들면 도움은 되지만 반드시 필요한 것은 아니다. 저자는 form cube (거품 입방체 : 스티로폼을 말하는지 -?-)을 잘 잘라 관 내부에 설치하는 방법으로 칸막이를 만들어 사용하고 있다. Jim이 만든 확산 통은 이산화탄소가 확산 통 상부 (물이 들어오는 곳)에 모이도록 되어 있으며, 가스가 나가는 구멍은 없다. 아마도 과도한 가스가 축적되는 문제가 없는 것 같다.
이산화탄소의 양을 조금 올리면 수초가 무성하게 자라지만, 이산화탄소를 너무 많이 공급하면 독이 된다. 이산화탄소가 물에 녹으면 탄산(H2CO3)가 된다. Boston지역의 수돗물처럼 버퍼가 없는 물에서는 이산화탄소를 많이 넣으면 pH가 3까지 내려갈 수도 있다. 이 정도는 코카콜라정도 산성은 아니지만 거의 식초정도의 산성이다. 따라서 수초나 어류가 죽는다든지 다른 심각한 부작용을 유발할 수 있다.
물에 녹아 있는 이산화탄소의 양을 측정하기 위하여 CO2 시험장비를 구매할 수도 있으나, pH를 측정하고 이산화탄소 확산기에서 나오는 공기방울의 수를 헤아리는 것만으로도 충분하다. 처음 시작할 때는 아주 천천히 (일분에 1-3방울정도) 이산화탄소를 공급하면서 pH 저하를 알아챌 수 있을 정도까지 양을 증가시킨다. 저자의 130리터 수조에는 3-4초마다 한 방울씩 공기방울이 나오도록 하고 있는데, pH가 7로부터 6-6.5수준으로 떨어졌다. 이산화탄소를 얼마나 공급해야 하는지는 수족관의 상태에 따라 다르나, 1) 수조의 크기, 2) 수초의 성장 속도 3) 물고기 마리 수, 4) 수면이 흔들리는 정도 등 여러 가지 요인을 고려해야 한다. 그러나 2초에 한 방울부터 15초에 한 방울정도의 속도면 어떤 경우에도 쓸 수 있다. 공기방울의 크기는 관의 지름에 따라 다르다. 저자는 일반적인 관의 내부 지름이 3mm인 일반 에어호스를 사용하고 있다.
이산화탄소 확산기를 사용하여 이산화탄소를 녹일 때, 물 표면을 과도하게 흔들리게 하거나 공기펌프 장치를 과다하게 사용하면 이산화탄소가 물에 녹는 즉시 공기 중으로 달아난다. 그러므로 적어도 낮 동안에는 공기펌프나 저면 여과장치를 사용해서는 안 된다. 수초어항을 만들었다면 저면 여과를 사용하지 않는 것이 좋다. 대부분의 수초는 저면 여과를 사용하지 않을 때 더 잘 자란다. 빛이 들어와 있을 때에는 수초는 이산화탄소를 흡입하고 산소를 배출한다. 저자의 수초는 산소를 아주 잘 생산하여 수초에서 방울이 생기는 것을 볼 수 있을 정도이다. 밤에는 반대로 수초는 산소를 흡입한다. 수족관에 어류가 너무 많다면 수초가 낮 동안 생산한 산소만으로 부족할 수 있다. 만약 아침에 고기들이 수면에서 뻐끔거리고 있다면 산소가 부족한 것이다. 이러한 경우에는 밤에 공기펌프를 켜준다. 저자는 두 개의 타이머를 사용하여 조명과 공기펌프를 교대로 작동하게 하고 있다. 이산화탄소 공급장치에 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 장치하여 조명을 조절할 때 이산화탄소도 조절되게 하는 것도 매우 간단하다.(역자 주 : 밤에 공기펌프를 가동시키면 이산화탄소가 낮아지면서 pH가 올라가게 된다. 이와 같은 pH의 변화가 물고기나 수초에 영향을 줄 수 있다. 역자는 이산화탄소를 밤낮으로 계속 공급하고 있으며, 밤에도 에어레이션은 하지 않는다. 아침까지 물고기가 수면에서 뻐끔거리는 것을 보지 못하였다.)
저자가 여기에서 설명한 시스템은 매우 간단한 것이지만 잘 작동하고 있다. 어느 정도 조작을 좋아하는 사람은 더 많은 부분에서 자동화 할 수 있다. 저자의 형제인 Albrecht는 전기 기술자인데 모든 수족관을 TRS-80 컴퓨터로 제어하고 있다. 여러 가지 장치가 있지만, 컴퓨터가 pH를 축정하고 pH가 정해진 수준이상으로 올라가면 이산화탄소를 공급하는 장치, 압축용기의 압력이 낮아지면 경보가 울리는 장치도 있다. 그러나, 이러한 장치가 없어도 정말 훌륭한 수초어항을 유지할 수 있다. 저자의 어항 속에는 현재 30종이상의 수초가 무성하게 자라고 있다. 일주일에 한번씩은 일부 수초를 솎아 내야 하고 남는 것은 다른 친구에게 주기도 하고 팔기도 하고 있다. 열대어들도 물론 잘 자라고 있으며 번식도 잘 하고 있다.
이산화탄소를 공급하면 수초를 매우 쉽게 기를 수 있으나, 이산화탄소만으로 모든 것이 해결되지는 않는다. 여전히 몇 가지 사항을 관찰해야 한다. 수초는 많은 빛이 필요하다. 저자는 1리터당 약 1와트정도의 형광등을 사용하고 있다. 전파장 수초용 형광등이 일반 형광등보다 성능이 좋은 것 같다. 일반적으로 수조 속에는 철의 양이 부족하다. 저자는 외부 여과기에 "Micronized Iron"이라는 비료를 넣거나 (청소할 때마다 찻숫갈로 한 스푼씩), 물에 "Ortho Greenol"을 넣어서(하루에 40리터당 두 방울씩) 철을 보충하고 있다. 이 두가지 모두 조경 상점에서 구할 수 있다. 다른 기본 영양소나 미량원소는 대부분 물고기 밥을 주거나 물을 자주 갈아주면 자동 공급된다.
저면열선
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