1. 암모니아가 유독한 이유

세포는 외부와 물질교환을 할 때 전하량 차이를 활용함. 이 전하량 차이를 만들기 위해 세포는 끊임없이 에너지를 사용해 세포 내부를 음전하 상태로 유지함. 이걸 K-Na 펌프라고 부름. 여기까지는 고등학교 교과서에 나오는 내용이라 누구나 알고있는 건데, 재밌는건 생물은 근육을 움직일 때, 신경세포끼리 정보전달을 할 때 등등 온갖 곳에 이 기전을 활용함. 암모니아는 세포막에 영향을 줘서 이 펌프를 망가뜨리는 것으로 알려져있으며, 가장 먼저 손상되는 것은 펌프를 가장 활발하게 사용하는 뇌세포임


2. pH가 낮아지면 암모니아의 독성이 낮아지는 이유

어항 속에는 염산이온 황산이온 등의 음이온이 있고 이 음이온들과 칼슘이온 나트륨이온 등의 금속양이온이 전하균형을 이루고 있음. 금속양이온이 부족한 경우 그 자리를 수소이온이 채우는데, 암모니아는 이때 수소이온과 함께 움직임. 즉, NH3에서 수소이온을 받아 암모늄이온인 NH4+로 전환된 상태로 전하균형에 참여함. pH는 수소이온농도의 상용로그 역수값이므로 pH가 1 내려갈때마다 암모늄 이온은 10배로 증가하고, 암모니아는 1/10로 감소함. 암모늄이온도 독성물질은 맞지만 그 정도가 미미하기 때문에 암모니아에만 초점을 맞춰본다면 pH 1 당 암모니아의 독성이 1/10로 감소한다고 보면 적당함


3. 하지만 pH가 높아지면 여과박테리아의 활성도가 크게 증가함


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4. pH가 높은 환경에서는 pH가 안정적임

대기 중 이산화탄소 덕분에 pH 7 이상에서 수산화이온 OH- 보다는 중탄산이온인 HCO3- 이 전하균형에 주로 참여함. 중탄산이온은 수소이온을 받았을 때 물과 이산화탄소로 전환되기 때문에 pH를 낮추지 않음. 이걸 버퍼라고도 부르던데 내가 화알못이라 맞는 표현인지는 잘 모르겠음 아무튼 이런 환경에서 진화한 아프리카 시클리드는 암모니아 내성이 강하고 pH 스윙에 취약할 가능성이 있음


5. pH가 높은 경우 달팽이의 상태가 좋음

미관상 이유로 달팽이를 어항에 넣지 않는 사람의 경우엔 해당이 없겠지만, 달팽이는 잉여 유기물을 몸속에 축적해 수질을 안정적으로 유지시켜주는 생물임. 일정한 양의 사료를 투입하는 어항에서 달팽이는 잔반에 해당하는 양만큼 번식하게 되는데 이 때 달팽이의 효과는 여과기보다 몇 배 크다고 개인적으로 생각함. 물론 달팽이를 사용하지 않는 어항의 경우엔 해당되지 않으니 이 경우엔 다음의 문단을 읽을 필요가 없음


아프리칸 시클리드 어항에서 꽤 귀찮은게 갈조임. 환수를 꾸준히 해줘도 바닥과 돌 등이 갈색으로 변하는 경우가 꽤 많음. 원래 어항에서 규조류가 발생했다 사멸하면 규산염이 산화되면서 갈조는 시간이 지나면 자연히 없어진다고 알고있고 실제로 다른 어항들에서는 이게 맞음. 근데 이상하게 탕어항은 갈조가 초기에만 보이지 않고 꾸준히 생겨남. 왜 그런지는 모르겠음


아무튼 이걸 관리하기 위해 달팽이들을 많이 쓰는 걸로 알고 있는데, pH가 낮은 경우 달팽이의 패각이 얇고 쉽게 죽음. 수질관리를 위해 넣은 달팽이들이 몰살하며 오히려 물을 깨뜨릴 가능성이 있음.


6. 위에서 언급한 낮은 pH에서의 문제점들이 나타나려면 pH가 6.5 이하로 낮아야 하는데 이건 너무 극단적인 경우 아니냐고 반론이 있을 것 같음

그런데 다들 겪어봤겠지만 탄산칼슘이 포함된 바닥재나 구조물이 없는 어항의 경우 pH가 떨어지기 시작하면 순식간에 떨어짐. 수년간 어항을 운영하면 유기물의 축적에 따라 pH 떨어지게 되는데 7.5에서 6.5가 되는 것은 1년 이상이 걸리지만 6.5에서 5.5로 떨어지는 것은 몇주 안걸리는 것을 많이 겪어봄.


7. 요약

높은 pH 환경에서 살던 생물을 키울땐 탄산칼슘질의 바닥재나 구조물 아니면 여과재를 약간이라도 꼭 쓰는 것이 좋다고 봄. (이런 당연한 얘기를 구구절절 해야 하는 이 상황이 너무 슬픔)