ถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) ที่ใช้ในตู้ทะเล

by
โดยคุณ Angel Ginkosea

การ ใช้ถ่านกัมมันต์ในตู้ทะเลนั้น ได้มีการถกเถียงกันมาตลอด โดยมีผู้ให้ความเห็นตั้งแต่ “ต้องใช้” จนถึง “ห้ามใช้” เลยทีเดียว ในปัจจุบันผู้เลี้ยงส่วนใหญ่ตระหนักถึงข้อดี และความจำเป็นของถ่านกัมมันต์ในระบบกรอง แต่กระนั้น นักเลี้ยงตู้ทะเลที่ใช้มันไม่กี่คนเท่านั้น ที่รู้ว่าถ่านกัมมันต์มัน กำจัดอะไรไปบ้าง และมันมีประโยชน์ในทางไหนบ้าง ดังนั้นบทความนี้ จะอธิบายตั้งแต่กระบวนการผลิตที่มีผลต่อคุณลักษณะของถ่านกัมมันต์ที่ได้ กลไกการกรอง หรือการดูดซับของถ่านกัมมันต์ และปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพ สุดท้าย จะกล่าวถึงเทคนิคในการใช้ และสิ่งที่นักเลี้ยงต้องทราบเวลาเลือกถ่านกัมมันต์ สำหรับใช้ในตู้ทะเล

สารอินทรีย์ที่เป็นพิษในตู้ทะเล

โดยธรรมชาติแล้ว แนวปะการัง ทะเล มหาสมุทร จะมีระบบการกำจัดหรือวัฏจักรของ “ของเสีย” ที่สมดุลอยู่แล้ว แต่ตู้ทะเลนั้นมีข้อแตกต่าง เพราะเป็นระบบที่ใช้สิ่งแวดล้อมสังเคราะห์… แม้ว่าแอมโมเนีย หรือไนไตรท์ ถูกเปลี่ยนเป็นไนเตรทได้ไม่ยากโดยระบบกรองชีวภาพ แต่ก็มีสารประกอบอินทรีย์อีกไม่น้อย ที่จุลินทรีย์ย่อยสลายได้ยาก และไม่มีทางระบายออก ทำให้เกิดการสะสมในระบบ ซึ่งสารอินทรีย์จำพวกนี้มีมากมายหลายชนิด แต่ระบุได้เพียงไม่กี่ชนิด เป็นต้นว่ากรดอินทรีย์ ฟีนอลิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรท ฮอร์โมน และพวกสารปฏิชีวนะ

และถึงแม้จะมีเพียงไม่กี่ชนิดที่เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในตู้ทะเล แต่การสะสมทำให้เกิดการเพิ่มปริมาณ heterotropic bacteria (แบคทีเรียที่ไม่สังเคราะห์แสง รับสารอาหารจากการย่อยสลายสารอินทรีย์รอบตัว… มั๊ง) ซึ่งจะเพิ่มความต้องการออกซิเจนในตู้ ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมามาก pH ลดต่ำลง ลดค่ารีดอกซ์ และสารอินทรีย์บางตัวยังทำให้น้ำเป็นสีเหลือง (น่าจะเป็นพวกฟีนอลิก) ซึ่งจะทำให้แสง Actinic ช่วง 420 นาโนเมตร ผ่านได้น้อยลง… เป็นการยากที่จะระบุชี้ชัดว่าสารประกอบอินทรีย์ตัวไหน อยู่ในระบบของเรา และมันส่งผลอะไรต่อสิ่งมีชีวิตในตู้บ้าง แต่ได้มีการสังเกตว่า หากตู้มีปริมาณสารอินทรีย์สูง จะมีผลทำให้อัตราการเกิดโรคในปลาสูงขึ้นด้วยเช่นกัน อัตราการเจริญของปลาน้อยลงในวัยเจริญเติบโต และไม่มีการเพิ่มจำนวนในปลาวัย เจริญพันธุ์ นักวิจัยบางกลุ่มเชื่อว่า ปริมาณสารอินทรีย์ในตู้ที่สูงเกิน ทำให้พวก สมช. ก่อให้เกิดโรคเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ดังนั้นการลดปริมาณสารอินทรีย์ในตู้ทะเลมีความจำเป็น และถ่านกัมมันต์เป็น ทางเลือกที่ราคาถูก และมีประสิทธิภาพทางนึง

ขั้นตอนการผลิตถ่านกัมมันต์

ถ่าน กัมมันต์ผลิตได้จากวัสดุหลายๆอย่าง เป็นต้นว่าไม้ ถ่านหินลิกไนต์ หรือ กะลามะพร้าวเป็นต้น ขั้นตอนหลักๆก็คือการนำมาให้ความร้อน เรียกกระบวนการนี้ว่า “คาร์บอนไนซ์เซชั่น” จากนั้นจึงอัดด้วยไอน้ำร้อนยิ่งยวด (200-1600องศาเซลเซียส) ภายใต้การควบคุมปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้เกิดร่างแหรูพรุนภายในและร่างหมู่ฟังก์ชั่นบนพื้นผิวในแต่ละส่วน ดังนั้นกระบวนการผลิตจึงทำให้ถ่านกัมมันต์มีความสามารถในการกรองที่แตกต่าง ผลิตภัณฑ์อาจจะอยู่ในรูปเม็ดเล็กๆ (Granular Activated Carbon, GAC) อยู่ในรูปเป็นผง (Powder Activated Carbon, PAC) หรืออยู่ในรูปผงอัดเป็นแท่ง (compressed PAC)
ถ่านกัมมันต์บางอย่างจะถูก ล้างด้วยกรดฟอสฟอริก ซิงค์คลอไรด์ หรือโปแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งถ่านกัมมันต์ปฏิการเคมีเหล่านี้ โดยมากไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้ในระบบกรองของตู้ทะเลเนื่องจากจะปลดปล่อย ฟอสเฟต โลหะหนัก และทำให้ค่า pH เหวี่ยงได้

กระบวนการดูด(ซึม/ซับ): การทำงานของถ่านกัมมันต์

ถ่านกัมมันต์ กำจัดสารอินทรีย์ในน้ำโดยใช้หลักการดูดซับ (Adsorption) และดูดซึม (Absorption)… การดูดซับ จะเป็นการจับกันอย่างหลวมๆ ของสารอินทรีย์ และคาร์บอนที่ผิวนอกของถ่านกัมมันต์ โดยยึดกันด้วยแรงแวนเดอวาล์ว ในทางทฤษฎี สารที่ถูกดูดซับอาจจะถูกปล่อยกลับออกมาได้ แต่จากการสังเกต ทดลอง ได้แสดงให้เห็นว่า ภาวะการปล่อยกลับออกมานั้นเกิดขึ้นได้ยาก แบคทีเรียมักจะสร้างกลุ่มอยู่ที่ผิวของถ่านกัมมันต์ และกินบางส่วนของสาร อินทรีย์ที่ถูกดูดซับไว้ ซึ่งจะเป็นการช่วยคืนรูพรุนของถ่านกัมมันต์บางส่วน และป้องกันการหลุดกลับของสารอินทรีย์ที่ถูกดูดซับไว้

ส่วนกระบวนการดูดซึมนั้น จะอาศัยหลักการแพร่ของก๊าซ หรือสารประกอบเข้าไปในร่างแหรูพรุนภายในเม็ดถ่าน ซึ่งภายในจะเกิดปฏิกิริยาเคมี หรือเกิดการจับยึดโดยความเป็นร่างแหยึดเหนี่ยวไว้ ยกตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น โอโซน ถูกดูดซึมเข้าไป และถูกคาร์บอนรีดิวซ์เป็นออกซิเจน ซึ่งตัวโอโซน หรือออกซิเจนไม่ได้ไปสร้าง หรือถูกจับไว้โดยถ่านกัมมันต์แต่อย่างใด ส่วนกระบวนการดูดซึมอีกประเภทคือการถูกดูดซึมเข้าไปแล้ว เกิดปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ สร้างพันธะที่หนาแน่นกับคาร์บอนของถ่านกัมมันต์

โดยทั่วไปแล้ว สารที่มีโมเลกุลใหญ่จะถูกดูดซึม/ซับได้ช้ากว่าสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก นอกจากนี้อัตราการดูดซึม/ซับ จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำ pH ความเค็ม แต่ปัจจัยเหล่านี้จะไม่กล่าวถึงเนื่องจากระบบตู้ทะเลต้องการให้ปัจจัยเหล่า นี้คงที่อยู่แล้ว

 

ปัจจัยที่มีผลต่อคุณลักษณะของถ่านกัมมันต์

carbon-fig01

ถ่านกัมมันต์มีมากมายหลายชนิด แต่ละชนิดก็เหมาะกับแต่ละงานไม่เหมือนกัน เบื้องต้น จำแนกออกเป็นใช้กับอากาศ และใช้กับของเหลว พวกที่ใช้กับอากาศ จะพบได้ในเครื่องปรับอากาศ ระบบฟอกอากาศ หน้ากากแก๊ส โดยทั่วไปพวกสาร pollutant ในอากาศ (ไม่รู้จะใช้คำไหนดี เอาเป็นว่าสารพวกที่ไม่เป็นที่ต้องการ แต่ไม่ถึงขนาดเป็นมลพิษ เช่นกลิ่นต่างๆ) มีโมเลกุลขนาดเล็ก ถ่านกัมมันต์ที่เลือกใช้ จึงควรมีรูพรุนขนาดเล็ก (จำพวก microporous) ซึ่งจะเป็นตัวดูดซึม/ซับ ได้ดีที่สุด… แต่ถ้านำถ่านกัมมันต์ชนิดนี้ไปใช้ในตู้ทะเล จะกลับมีประสิทธิภาพที่ต่ำ!!! ทั้งนี้เนื่องจากรูขนาดเล็กประมาณ 15 อังสตรอม (1อังสตรอม=0.0000000001 เมตร) นั้นเล็กเกินที่จะดูดซับ “มลสารตู้ปลา” (aquarium pollutant) ซึ่งโดยมากเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีโมเลกุลใหญ่ ส่วนถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ (macroporous) ประมาณ 30 อังสตรอม ซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะดูดซับ “มลสารตู้ปลา” (aquarium pollutant) ไว้ได้

วัตถุดิบที่นำมาผลิตถ่านกัมมันต์ มีผลอย่างมากต่อขนาดรูพรุนที่เกิดขึ้น เช่นถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าว รูพรุนที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็ก (microporous) ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้ว ถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าว จะใช้ในการกำจัดคลอรีนในน้ำประปา ถ่านหินลิกไนต์ใช้ในการทำถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ (macroporous) ส่วนไม้ หากนำมาทำจะให้รูพรุนขนาดเกือบๆ ใหญ่ (ประมาณ 25 อังสตรอม)

ตัวแปรอื่นที่ถูกนำมาใช้ในเชิงการตลาด ได้แก่ ปริมาณพื้นที่ทั้งหมด (Total Surface Area, TSA) มีหน่วยเป็น ตารางเมตรต่อกรัม แต่ทั้งนี้ควรจะทราบด้วยว่าถ่านกัมมันต์ที่มีร่างแหรูพรุนภายในโครงสร้าง จำนวนมาก แต่ช่องเปิดออกสู่ภายนอกขนาดเล็กมาก หรือไม่มีเลย ก็มีค่า TSA สูงเช่นเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้กลับไม่มีประสิทธิภาพในการดูดซับอะไรเลย การประเมินค่าความพรุนของรูขนาดเล็ก (microporosity) นั้นจะดูที่ Iodine Number (คนละอันกับค่าความไม่อิ่มตัวของไขมันละเอ้อ) ค่า Iodine number ที่มากกว่า 1000 ชี้ให้เห็นว่าถ่านกัมมันต์มีรูพรุนขนาดเล็ก (microporous) จำนวนมาก ซึ่งรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมากส่งผลให้ปริมาณพื้นที่ทั้งหมด (TSA) สูงเช่นกัน ส่วนค่า Molasses Number ใช้ในการประเมินว่า รูขนาดใหญ่นั้นใหญ่มากน้อยแค่ไหน (macroporosity) โดยทั่วไปค่า Molasses Number ควรมากกว่า 400 ถ่านกัมมันต์บางชนิด มีค่า Molasses Number เท่ากับ 1000 เลยทีเดียว… ต่างกับค่า Iodine Number ยิ่งค่า Molasses Number มาก (ขนาดรูใหญ่) แต่ค่า TSA กลับลดลง (ด้วยหลักการของพื้นที่ผิวธรรมดา) ซึ่งค่าเหล่านี้ควรจะทราบไว้ เวลาดูสเป็กของถ่านกัมมันต์ที่จะซื้อ

ในบางครั้ง เราอาจจะเจอค่า Hardness และ Abrasion number แต่ไม่ต้องใส่ใจ เพราะมันใช้สำหรับคาร์บอนที่จะใช้แบบใช้ซ้ำ โดยอาศัยกระบวนการฟื้นสภาพ (reactivation) การฟื้นสภาพถ่านกัมมันต์ จะทำกันในโรงบำบัดน้ำขนาดใหญ่บางแห่งเท่านั้น (เนื่องจากการลงทุนเครื่อง reactivate แพง…) การฟื้นสภาพ ต้องทำในสภาวะอุณหภูมิสูงโคตรพ่อ และควบคุมสภาพแวดล้อม เพื่อที่จะคืนสภาพหน่วยดูดซับ…

การอัดผงถ่านกัมมันต์ และปล่อยให้น้ำไหล ผ่านช้าๆ เป็นการเพิ่มช่วงเวลาที่น้ำสัมผัสกับถ่านกัมมันต์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มโอกาสการดูดซึม/ซับ มลสารต่างๆ ได้

โดยทั่วไปแล้ว ถ่านกัมมันต์ที่ใช้ในระบบตู้ทะเล จะมีขนาดของเกล็ดประมาณ 1.4 มม. ถึง 4.75 มม. การนำถ่านกัมมันต์มาซักช้อนโต๊ะนึง แล้วบดให้เป็นผง แทบจะไม่ได้เป็นการเพิ่ม พื้นที่ผิวอะไรเลย เนื่องจากตัวถ่านกัมมันต์เอง มีความพรุนอย่างมากในโครงสร้างของมันอยู่แล้ว ดังนั้นการนำมาบดเป็นเพียงการเปิดให้พื้นที่ผิวภายในเม็ดออกมาเท่านั้น (อาจจะเพิ่มบ้าง แต่แทบไม่ถือว่าเป็นสาระสำคัญ) ดังนั้นการนำถ่านกัมมันต์มาบด จึงสามารถเพิ่มอัตราการดูดซึม/ซับได้ (ดูดได้เร็วขึ้น) แต่ไม่ได้ทำให้มันสามารถจุมลสารได้มากขึ้นเลย

ขี้เถ้า เป็นสารอนินทรีย์ที่หลงเหลือจากกระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์ โดยส่วนใหญ่แล้วก็คือเหล็ก และแคลเซียมออกไซด์เป็นหลัก สำหรับขี้เถ้าที่ละลายน้ำได้ จะถูกน้ำพาออกจากเม็ดถ่านระหว่างกระบวนการล้างด้วยน้ำ ในการผลิตถ่านกัมมันต์คุณภาพสูง ถ่านจะถูกล้างด้วยกรดอีกทีเพื่อกำจัดสารอนินทรีย์ที่ยังหลงเหลือทั้งหมด แต่โดยมาก มักจะใช้กรดฟอสฟอริก จึงไม่เหมาะที่จะนำมาใช้กับตู้ปลา เนื่องจากเป็นแหล่งฟอสเฟต

ตอนนี้อาจจะคิดว่าเราดู spec ของถ่านกัมมันต์ก็ตัดสินได้แล้วว่าอันไหนดีกว่าอันไหน (ในการใช้งานแบบเดียวกัน) ………. แหะๆ ไม่เชิงครับ^^’ ถึงแม้ในทางทฤษฎีจะเป็นอย่างนั้น แต่ในทางปฏิบัติกลับมีประโยคกล่าวสรุปไว้ว่า “ไม่มีทฤษฎีที่ถูกต้องที่สุดในการเลือกถ่านกัมมันต์ที่เหมาะสม และดีที่สุด โดยปราศจากการทดลองใช้จริง!” … ได้มีการนำถ่านกัมมันต์สองยี่ห้อที่มี spec เหมือนกันมาทดลองเปรียบเทียบอัตราเร็ว และความจุในการดูดซึม/ซับ แต่กลับให้ผลแตกต่างกันอย่างมาก!!! ถ่านกัมมันต์สำหรับใช้ในตู้ปลาบางยี่ห้อมีราคาสูงมาก แต่กลับมีประสิทธิภาพน้อยกว่าถ่านกัมมันต์เอนกประสงค์ (ใช้ทั่วๆ ไป) ที่ราคาไม่แพงซะด้วยซ้ำ หนึ่งในวิธี (ที่ไม่ถูกต้องนัก) ที่นิยมใช้ในการเปรียบคุณภาพของถ่าน กัมมันต์ยี่ห้อต่างๆคือ “ดูความสามารถในการดูดสารจำพวกสีย้อม” เช่นเมทิลลีนบลู (methylene blue) แต่นั่นมันก็เป็นเพียงความสามารถในการดูดซึม/ซับ สารจำพวกสีย้อม ผู้ผลิตไส้กรองรายนึงโชว์การแสดงว่า ไส้กรองคาร์บอนที่เขาผลิต มีความสามารถดูดสี มาลาไคกรีน (malachite green) ได้ดีกว่าไส้กรองยี่ห้ออื่นๆ แต่เมื่อนำมาทดสอบอย่างละเอียดแล้วพบว่า สีของมาลาไคกรีนที่หายไป เกิดจากเม็ดสีไปจับกับโพลีเอสเทอร์ที่เป็นภาชนะบรรจุ ไม่ได้เกิดจากถ่านกัมมันต์ภายใน หนำซ้ำ เมื่อเอาถ่านกัมมันต์ภายในกระบอกกรองนี้ออกจนหมดแล้ว เจ้ากระบอกโพลีเอสเทอร์เปล่าๆ มันยังดูดมาลาไคกรีนได้ดีกว่าถ่าน กัมมันต์ยี่ห้ออื่นๆเลย (ฮาาาาาาาซะ) แต่การทดลองนี้ใช้ได้กับมาลาไคกรีนเท่านั้น ถ้าไส้กรองชนิดเดิมนี้ใช้กับสีย้อมชนิดอื่น กลับให้ผลแย่ที่สุด ไม่ว่าจะเป็นเรื่องอัตราการดูดซึม/ซับ หรือความจุการดูดซึม/ซับ เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ไส้กรองจากผู้ผลิตรายอื่นๆ (ฮาาา รอบสอง)

การใช้ถ่านกัมมันต์ในตู้ทะเลนั้น ก็เพื่อกำจัดสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งมีหลายประเภทมาก หากจะทดสอบประสิทธิภาพ หรือประเมินคุณภาพในห้องทดลอง ก็ควรจะใช้มลสารแวดล้อมให้เหมือนกับตู้ปลาจริงๆ ไม่ใช่ใช้เพียงชนิดเดียวแล้วจะมาตัดสินนั้นเป็นสิ่งไม่ถูกต้อง ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพที่กล่าวอ้างไม่ตรงกับความเป็นจริงและทำให้ผู้ เลี้ยงปลาไม่พึงพอใจ

การทดสอบทางวิทยาศาสตร์ต้องดูค่า “adsorption isoterms” ซึ่งก็คือความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารที่ถ่านกัมมันต์ดูดเข้าไป และความเข้มข้นสารที่หลงเหลืออยู่ในน้ำด้วย การตรวจหาค่าความต้องการออกซิเจนจากปฏิกิริยาเคมี (COD) / ความต้องการออกซิเจนจากสิ่งมีชีวิต (BOD) / ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) เหล่านี้ต้องใช้เครื่องมือที่มีราคาสูงมาก ในอนาคต อาจะมีการนำแสงเลเซอร์มาใช้ในการประเมินคุณภาพน้ำในตู้ทะเล และคุณภาพของถ่านกัมมันต์ (ชาว DIY ท่านใดอยากจะทำก็ลองเอาผลงานมาเสนอกันมั่งนะ)… นักเลี้ยงปลาส่วนใหญ่ ไม่มีความรู้พื้นฐานทางวิทย์ปฏิบัติการที่จะนำไปศึกษาประสิทธิภาพการดูดซึม ของถ่านกัมมันต์ ส่วนใหญ่จะอาศัยดูจากโฆษณา การแนะนำจากร้านค้า หรือจากเพื่อน หนังสือเลี้ยงปลาบางเล่มเชียร์ถ่านกัมมันต์ (รวมถึงสินค้าอื่นๆ) บางยี่ห้อเพียงเพราะว่าคนเขียนขายยี่ห้อนั้นๆ อยู่ โดยไม่คำนึงถึงข้อเท็จจริง และผลการศึกษาทางวิทยาศาสตร์อะไรเลย (-_-‘)a ดังนั้นนักเลี้ยงปลาจึงควรระวังที่จะตัดสิน “คุณภาพ” ถ่านกัมมันต์จาก “ราคา” ถึงแม้ว่าถ่านกัมมันต์ที่มีคุณภาพดีมักจะมีราคาสูง แต่ราคาที่สูงกลับไม่ได้บ่งบอกว่าถ่านกัมมันต์ยี่ห้อนั้นดี….

มีการทดลองหาฟอสเฟตในถ่านกัมมันต์ 9 ตัวอย่าง ซึ่งจากการทดลองครั้งนั้น พบฟอสเฟตถึง 5 ตัวอย่าง และใน 5 ตัวอย่างนี้ มีชนิดที่เรียกตัวเองว่า “ถ่านกัมมันต์สำหรับตู้ปลา” อยู่ด้วย!!!

อีกหนึ่งความเข้าใจผิดก็คือ ความคิดที่ว่าถ่านที่ดี เวลาใส่น้ำจะมีเสียงฟู่ หรือปล่อยฟองอากาศออกมา ถ่านกัมมันต์ที่เจ๋งๆ หลายตัวไม่ได้มีเสียง หรือปล่อยฟองเลย! ในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ หรืออุตสาหกรรมการผลิตถ่านกัมมันต์เองก็ตาม ไม่ได้ใช้ “เสียงฟู่” เป็นตัวบ่งบอกคุณภาพแต่อย่างใดเลย

ผู้เลี้ยงสามารถประเมินถ่านกัมมันต์หลายๆ ยี่ห้ออย่างง่ายด้วยตนเอง ในตู้ทะเลของตน โดยการเลือกใช้ทีละยี่ห้อ และใช้จนกว่ารู้สึกว่าต้องเปลี่ยน ระหว่างนี้ให้สังเกต และจดบันทึกความใส สี และโฟมในสกิมเมอร์ ค่า pH ก็ควรจะนิ่ง โดยทั่วไป ถ่านกัมมันต์จะวัดเป็นปริมาตร ไม่ใช่น้ำหนัก ปริมาณถ่านกัมมันต์ควรจะเท่ากันในการทดลองแต่ละครั้ง เช่นในคราวแรกใช้ยี่ห้อ ก. หนึ่งถ้วยต่อน้ำ 55 แกลลอน เมื่อเปลี่ยนมาใช้ยี่ห้อ ข. ก็ควรจะใช้อัตราเดียวกันนี้ ถ่านกัมมันต์ที่มีคุณภาพดี จะมีผลทำให้น้ำสะอาด และใส (แสงผ่านได้มากเนื่องจากสารอินทรีย์ต่างๆ ถูกถ่านกัมมันต์ดูดเอาไว้) ผู้เลี้ยงหลายๆ รายสามารถดูคุณภาพน้ำได้จากลักษณะปรากฎพวกไม่มีกระดูกสันหลังในตู้ (ถึงแม้ว่าจะเป็นสปีชีส์เดียวกัน แต่ลักษณะปรากฏในแต่ละตู้ทะเล จะไม่เหมือนกัน) แต่ลักษณะเหมือนๆ กันที่บอกได้ว่า น้ำคุณภาพไม่ดีคือ มันจะหด หรือดู “แย่” … ปริมาณสารอินทรีย์ที่ลดลงจากคาร์บอน การเปลี่ยนน้ำ หรือการเปลี่ยนหัวทรายในสกิมเมอร์ จะมีผลเชิงบวกกับชีวดัชนี (สิ่งมีชีวิตที่เป็นตัวบ่งชี้) เหล่านั้นด้วย

ในทุกๆ รอบของการทดลอง ควรอย่างยิ่งที่จะทำให้สภาวะเหมือนๆกัน ตั้งแต่ปริมาณสิ่งมีชีวิตภายในตู้ (รวมถึงพวกหินเป็นด้วย) ปริมาณการให้อาหาร และอื่นๆ ซึ่งหากไม่ควบคุมสิ่งเหล่านี้ จะทำให้ผลที่ได้ไม่ตรงความเป็นจริงครับ

 

การใช้งานถ่านกัมมันต์ในตู้ทะเล

การดูดซึม/ซับ ต้องให้น้ำมาสัมผัสกับถ่านกัมมันต์ การดูดซึมมลสารจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณการสัมผัส จนถึงระดับสูงสุดที่ถ่านกัมมันต์ทำได้ โรงบำบัดน้ำบางแห่ง ใช้วิธีใส่ผงถ่านกัมมันต์ลงในถังกวนขนาดยักษ์ ทำให้การ ดูดซึม/ซับ เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากข้อดีของถ่านกัมมันต์ที่เป็นผง (ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว) และมีอัตราการสัมผัสกับมลสารในระดับที่เหมาะสม … อัตราการสัมผัสที่เหมาะสมนั้น มีความสำคัญกับระบบการกรองที่น้ำมีโอกาสผ่านสารกรองแค่ครั้งเดียว ยกตัวอย่างเช่นในระบบกรองน้ำประปา… แต่การกรองในตู้ปลาจะใช้ทฤษฎีการเจือจาง โดยที่น้ำส่วนนึงของระบบตู้ไหลผ่านถ่านกัมมันต์และไหลวนกลับไปในระบบ และไหลวนไปวนมาเรื่อยๆ ดังนั้นการเลือกขนาดของกรองถ่าน ต้องยึดหลักที่ว่า “อัตราการกำจัดมลสารต้องทำให้ได้มากกว่าอัตราการเกิด และสะสมของมลสารในระบบ” ถ้าระบบกรองถ่านเล็กเกินหรือการสัมผัสกับน้ำต่ำจะทำให้มลสารในระบบมีอัตรา การถูกกำจัดออกช้า ในขณะที่อัตราการเกิดใหม่มาก จึงเกิดการสะสมขึ้นเรื่อยๆ อีกกรณีคือ เมื่อถ่านกัมมันต์ดูดซับมลสารเข้าไปมากๆ จะลดประสิทธิภาพลงและเริ่มเกิดการสะสมมลสารในระบบได้เหมือนกัน

ตามทฤษฎีแล้ว น้ำที่จะผ่านตัวถ่านกัมมันต์ ควรได้รับการกรองเอาสิ่งสกปรกออกไปก่อน เพื่อลดการอุดตันของสิ่งสกปรกในถ่านกรอง แต่บางรายงานบอกว่า เพียงเอาถ่านกัมมันต์ใส่ถุง (น่าจะเป็นถุงผ้าที่ค่อนข้างโปร่ง) และวางไว้ในตำแหน่งที่น้ำไหลแรง ก็มีประสิทธิภาพดี ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่า ถุงถ่านกรอง หรือถุงเรซิน สามารถกำจัดมลสารอินทรีย์ ยาตกค้าง ความกระด้าง หรือโลหะหนักได้ปริมาณมาก แต่ประสิทธิภาพ ก็ขึ้นกับความโปร่งของถุง ขนาดของถ่านกัมมันต์ และปริมาณของถ่านกัมมันต์ที่ใช้

ผู้เลี้ยงมักถามเสมอๆว่า “จะใช้ถ่านกัมมันต์ปริมาณเท่าไหร่ดี???” ผู้ผลิตบางรายก็ได้ให้คำแนะนำในจุดนี้ แต่หลายๆ รายกลับไม่ได้กำหนดข้อบ่งใช้เอาไว้ รายงานวิจัย (อิสระ) ได้กล่าวไว้ว่า “มากเข้าไว้ดีกว่า” ซึ่งจะทำให้ตู้ทะเลมีความเสถียรในระยะยาวมากกว่า ข้อบ่งใช้คร่าวๆ คือ สองถ้วยตวง (480 cc) ต่อน้ำ 55 แกลลอน (280 ลิตร) หากใช้ถ่านกัมมันต์ในตู้ที่มีปลาอย่างเดียว ก็ควรจะเปลี่ยนทุกๆ 6 เดือน ส่วนตู้ที่มีพวกปะการังควรจะเปลี่ยนบ่อยกว่า นั้นเนื่องจากสิ่งมีชีวิตจำพวกนี้ ปล่อยของเสียออกมามากกว่า… ถ่านกัมมันต์พวกนี้ ไม่สามารถนำมาฟื้นสภาพโดยการต้ม หรืออบในเตาอบ เนื่องจากสภาวะไม่เพียงพอที่จะทำลายสารที่ถ่านกัมมันต์ดูดเอาไว้ และคืนสภาพหน่วยดูดซับได้

การกำจัดโอโซน

อย่างที่กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้ Activated Carbon สามารถใช้สลาย Ozone ในระบบได้. แก้ส Ozone มีการ oxidizes กับ Carbon เปลี่ยน Ozone ให้กลายเป็นออกซิเจน. แต่อย่างไรก็ตาม Ozone สามารถออกมาทางถ้วยของสกิมเมอร์ได้อยู่เช่นกัน ท่านสามารถวาง Carbon ไว้บนถ้วยของ Skimmer เพื่อป้องกันไม่ให้ Ozone ออกมาในบ้านได้

การใช้ยา

ยาที่ใช้รักษาปลา หรือใช้ในตู้ทะเลส่วนใหญ่ จะถูกดูดซึม/ซับโดยถ่านกัมมันต์ ดังนั้นหากมีการใช้ยารักษาปลาพวกปฏิชีวนะ หรือพวกสารเคมีเช่น ฟอร์มาลิน มาลาไคท์กรีน คอปเปอร์ซัลเฟต… ควรเอาถ่านกรองออกก่อน จนกว่าการรักษาจะเสร็จสิ้น และควรใช้ถ่านกัมมันต์ใหม่ๆ เพื่อกำจัดยาเหล่านี้

แร่ธาตุรอง (Trace elements)

ผู้เลี้ยงปลาหลายราย กลัวว่าถ่านกัมมันต์ จะไปกำจัดแร่ธาตุรองที่ที่จำเป็นออกจากระบบจนหมด ถ่านกัมมันต์มีความสามารถในการดูดซับแร่ธาตุรองเหล่านั้น แต่โดยธรรมชาติแล้ว มันกลับดูดพวกสารอินทรีย์มากกว่ามากๆ… เมื่อเทียบแล้ว โปรตีนสกิมเมอร์กำจัดแร่ธาตุรองออกจากระบบปริมาณสูงกว่ามาก แต่ทั้งระบบกรองถ่าน โปรตีนสกิมเมอร์ ต่างก็มีประโยชน์มากกว่าข้อเสียนี้มาก นอกจากนี้แร่ธาตุรองที่จำเป็น  ยังถูกใช้โดยสาหร่าย ปลา และสัตว์ไม่มีโครง ที่อยู่ในตู้ด้วยเช่นกัน ซึ่งพวกแร่ธาตุรอง สามารถหาซื้อมาเติมเพื่อชดเชยส่วนที่หายไปได้

สรุป: การเลือกซื้อผลิตภัณฑ์ถ่านกัมมันต์

ดังที่เห็นกันแล้วว่า ถ่านกัมมันต์มีความสำคัญต่อระบบตู้ทะเล การกำจัดมลสารอินทรีย์ จะช่วยเพิ่มคุณภาพน้ำ และทำให้สิ่งมีชีวิตในตู้มีสุขภาพดี ผลิตภัณฑ์แต่ละตัว มีประสิทธิภาพไม่เท่าเทียมกัน และถ่านกัมมันต์ที่ใช้คำว่า “Marine grade” หรือ “สำหรับตู้ปลา” ซึ่งมักมีราคาสูงนั้น ไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพที่ดี หรือคุณภาพสมราคา การเลือกซื้อจึงควรอาศัยข้อตรวจสอบดังต่อไปนี้

  1. ไม่ใช้กระบวนผลิต หรือการล้างด้วยกรดฟอสฟอริก สังกะสี หรือไฮดรอกไซด์
  2. ควรจะมี Macroporous มากเข้าไว้ (เหตุผลเรื่องของขนาดมลสาร)
  3. Iodine Number ไม่สูงมาก (น้อยกว่า 600)
  4. Molasses Number สูงๆ (มากกว่า 400)

สิ่งสำคัญคือประสิทธิภาพของมันเมื่อมาอยู่ในตู้ ผู้ผลิตทุกๆ คนก็กล่าวว่าของตัวเองนั้นดีที่สุด ทางที่ดี ควรขอข้อมูลจากผู้ผลิต จากนั้นจึงทดลองใช้ และสังเกตุ และจดบันทึกไว้ เพื่อดูว่าอันไหนคือ “สุดยอด” ตัวจริง…

เห็นว่าเป็นบทความที่ให้ความรู้หลายๆอย่าง จึงจับมาแปลเพื่อให้เด็กๆ อ่านบ้าง แต่สนับสนุนให้อ่านภาคภาษาอังกฤษ เนื่องจากผมไม่ใช่นักแปล จึงอาจจะเก็บรายละเอียดได้ไม่ครบ และบางส่วนก็กล่าวถึงอุปกรณ์แบบที่ใช้ในต่างประเทศ ตัวผมไม่เคยเห็น เลยอธิบายไม่ค่อยจะถูก หากแปลผิดพลาดยังไงก็ขออภัยครับ

ถ่านกัมมันต์ = ถ่านกรอง = activated carbon
มลสาร pollutant
มลสารอินทรีย์ organic pollutants

http://www.ginkosea.com