刚开始测 KH,常会被几件事绕住:dKH、meq/L、ppm 之间怎么换;两套测试剂测同一缸水,读数对不上;KH 明明正常,pH 却偏低。这几个问题,都要从 KH 实际测的是什么说起。
KH 测的是总碱度
KH 这个叫法沿用自德国的“碳酸盐硬度”单位[4]。海缸里用滴定法测的 KH,在海洋化学里对应的是总碱度:往水样里一点点加酸,看要加多少,才能把水中所有能中和酸的成分用完[1]。用掉的酸越多,碱度越高。
总碱度里,碳酸氢根和碳酸根是主要部分,两者合称碳酸盐碱度[2]。硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐等也各贡献一部分[3]。所以把 KH 当成“碳酸根含量”并不准确,碳酸根只是其中一项。
dKH、meq/L、ppm 怎么换算
家用测试剂和资料里常见三种写法,说的是同一个量。
| 单位 | 来历 | 和 meq/L 的关系 |
|---|---|---|
| dKH | 德国度,水族最常用 | 1 meq/L ≈ 2.8 dKH |
| meq/L | 毫当量每升,化学上的写法 | — |
| mg/L(以碳酸钙计) | 把碱度折算成等量的碳酸钙,也常写作 ppm | 1 meq/L ≈ 50 mg/L |
换算关系取自美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的珊瑚研究手册[4]。以 8 dKH 为例,约合 2.86 meq/L,或 143 mg/L(以碳酸钙计)。
“以碳酸钙计”是一种折算:假设这些碱度全由碳酸钙提供,相当于多少毫克。水里并没有真的溶着 143 mg 碳酸钙。
看海洋论文还会遇到 μmol/kg,这是按每千克海水计的。海水比纯水重,换算成每升时要乘上海水的密度,不能直接把一千克当成一升[2]。
KH 和 pH 的关系
pH 反映水里此刻有多少氢离子,KH 反映这份水还能中和多少酸。两者相关,但一个数代替不了另一个。
二氧化碳的进出最能说明这一点。二氧化碳溶进水里,pH 下降,总碱度不变;二氧化碳被吹走,pH 回升,总碱度同样不变[2]。所以夜里或关窗后 pH 往下掉,KH 读数却没动;加强打气能让 pH 好看一些,KH 不会因此升高。
反过来,只知道 KH 也算不出 pH,还需要知道二氧化碳相关的另一个量,以及温度和盐度[2]。
KH 为什么会一直往下掉
珊瑚和钙藻用碳酸钙造骨骼。按化学式算,每沉积 1 份碳酸钙,要消耗 2 份碱度[2]。珊瑚长得好的缸,KH 会持续往下走,这是正常的消耗,需要靠补钙、补 KH 把它补回来。
这笔账只算了钙化一个反应。缸里同时还有换水、喂食、硝化等过程在影响碱度,所以不能拿 KH 的降幅去倒推珊瑚长了多少。
两套测试剂,读数为什么对不上
家用 KH 测试把实验室的酸滴定做了简化:有的数滴数,有的用比色计读颜色。实验室参考方法把三件事列为准确度的关键:取了多少水、加了多少酸、终点判断得准不准[3]。在家里,这三件事都靠手和眼睛完成。
另外有两组概念容易混在一起。
一组是重复性和准确度。同一个人用同一套试剂连测三次都是 8.0,说明重复性好,但证明不了没有系统偏差。参考方法的论文就把两者分开报告:重复性优于 1 μmol/kg,准确度在 2 μmol/kg 以内[3]。要判断自己的读数有没有偏差,需要一份已知数值的参考样。
另一组是分辨率和准确度。以一款手持比色计为例,说明书写的分辨率是 0.1 dKH,准确度是 ±(0.3 dKH + 读数的 5%)[6]。读数为 8.0 时,按这个规格,允许的偏差是 ±0.7 dKH,也就是 7.3 到 8.7。
专业实验室之间也有差距。在一次 60 多家海洋实验室参加的比对中,多数实验室的结果与标准值相差在 ±10 μmol/kg 以内,能做到 ±2 μmol/kg 的少得多。比对的作者认为,提高数据质量要靠培训和质控[5]。
滴数法还要留意取样量。取样量一变,每一滴代表的数值也跟着变。以一款滴数试剂为例,取 5 mL 水时每滴相当于 1 度,取 10 mL 时每滴只相当于 0.5 度[7]。各家产品的规则不同,换试剂前先看说明书。
读数对不上时,可以按这个顺序排查:
- 确认两边用的单位一致,以及产品版本。
- 用同一份水样各复测一次。
- 核对取样量、终点颜色、比色杯上的气泡和试剂开瓶时间。
- 仍有差距时,用一份可靠的参考样判断是哪一边偏了。
KH 多少合适
我们没有找到能适用于所有珊瑚的“最佳 KH”证据。厂商会给出建议范围,例如某品牌建议海水 KH 保持在 6–9 度[7],这个范围来自厂商的实践,没有对应的研究结论。海洋测量方法里写的数值范围,是方法本身的适用范围,也不能当作饲养目标[2]。
玩家中流传很广的一句话是“稳定比数值重要”。我们没有找到直接比较波动大小和数值高低的试验,所以它可以作为稳妥的做法,但还算不上定论。
日常可以这样做:固定用同一套方法,在每天差不多的时间测;把结果记下来看趋势;需要调整时,慢慢调。
说明 本文的定义和换算来自海洋化学方法文献,只讨论海水。文中某款仪器、某款试剂的数字只代表该产品的说明书。本文不提供补 KH 的配方或剂量。
参考来源
- Dickson A. G. (1981). An exact definition of total alkalinity and a procedure for the estimation of alkalinity and total inorganic carbon from titration data. Deep Sea Research Part A, 28(6), 609–623. doi.org/10.1016/0198-0149(81)90121-7
- Dickson A. G., Sabine C. L., Christian J. R. (eds.) (2007). Guide to Best Practices for Ocean CO₂ Measurements. PICES Special Publication 3. ncei.noaa.gov/access/ocean-carbon-acidification-data-system/oceans/Handbook_2007.html
- Dickson A. G., Afghan J. D., Anderson G. C. (2003). Reference materials for oceanic CO₂ analysis: a method for the certification of total alkalinity. Marine Chemistry, 80, 185–197. doi.org/10.1016/S0304-4203(02)00133-0
- Bartlett T. C. (2013). Small scale experimental systems for coral research: considerations, planning, and recommendations. NOAA Technical Memorandum NOS NCCOS 165. repository.library.noaa.gov/view/noaa/736
- Bockmon E. E., Dickson A. G. (2015). An inter-laboratory comparison assessing the quality of seawater carbon dioxide measurements. Marine Chemistry, 171, 36–43. doi.org/10.1016/j.marchem.2015.02.002
- Hanna Instruments (2025). HI772 Handheld Colorimeter – Marine Alkalinity 使用说明书. documentation.hannainst.com/manuals/download/6700
- Tropic Marin. KH/Alkalinity-Test 使用说明. 未标年份,访问于 2026-10-09. tropic-marin-smartinfo.com/kh-test?lang=en
图片来源
- 封面:Alina.Popova.26,CC BY 4.0,Wikimedia Commons,有裁切
- 滴定管下端的活塞特写:Wlwiener,CC BY 4.0,Wikimedia Commons,有裁切
- 示意图:Reefinity 根据文中来源绘制
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