一、PH的定義
PH的意思~P代表德語potenz，意思是力量或濃度，而H是指氫離子(H+)。
PH是【溶液中氫離子有效濃度的負對數值】，廣義的說法就是「酸鹼度」即：
PH= －Lg「H＋」
什麼意思呢？ 大家知道，H2O電離以後可以產生H＋離子和OH－離子，就是： H2O －－－――H ＋ OH－也就是說，純淨水電離以後會各產生10－7 （10的負7次方，打字打不出來，下同） mol/L的H＋和OH－，那麼它的PH就是－Lg「10－7」＝7
但是我們如果向水體裡面加入酸或者是鹼，那麼其數值就會變動，比如加入一部分酸，使水體中的H＋變為0.01（10－2）mol/L，則其PH就是2，反之亦然。 對於日常飲用的自來水，由於其內部多少都含有一些酸式鹽或者鹼式鹽，則其PH一般在6～8的範圍波動。 但是有的草友說，那有的酸如硫酸的PH怎麼定義啊？ 呵呵，由於這類酸的濃度遠遠大於1mol/l ，則其PH就是負數了，具體到酸或鹼的濃度就只是使用mol/L來定義而不是使用PH了。
草缸
酸→在水中溶解時會與水反應來增加其H+比例的物質。
如硫酸、硝酸等與鹼性相反，遇鹼即中和而變成鹽及水。
鹼→在水中溶解時會與水反應來增加其OH-比例的物質。
像是所含的一種質料，成份如碳酸鈉，性滑味鹹，也跟酸相反，凡是化合物的水溶液有氫氧根離子存在。
因此水溶液是呈酸性或鹼性，完全由溶液中H+與OH-的相對含量來決定~
OH- ＝H+時呈中性(ph＝7)；
OH-＞H+時呈鹼性(ph＞7)；
OH-＜H+時呈酸性(ph＜7)。
二、GH（硬度）
我們所說的水的硬度是指「鈣與鎂」離子的總濃度又可分為鈣硬度及鎂硬度~~兩者之合稱『總硬度』簡稱「硬度」，是以水中的含有多少硬度(多價)金屬離子~~通常以碳酸鈣(CaCO3)所表示，但它也包含了：鎂、鈣、鐵…等濃度。
德國硬度
主要是台灣地區的水質信息受到德國的影響十分深遠，併其引用之故。 硬度通常是指溶於水中的主要鈣、鎂等化合物的含量，硬度有多種表示法，惟水族界多使用德國硬度也就是以氧化鈣(CaO)的當量來表示溶於定量水中所有可溶性鈣和鎂鹽。
德國硬度是以氧化鈣(CaO)來計算，與「碳酸鹽硬度」無關，也不能稱為「氧化鈣硬度」！ 100毫升水含有氧化鈣當量為一毫克，記1度gh或1dh ，而勿稱碳酸鹽硬度或氧化鈣硬度，德國硬度是以氧化鈣來計算的8度gh以下即為軟水。
碳酸鹽硬度
碳酸鹽硬度是以溶於定量水中所有可溶性多價金屬離子，如鈣與鎂的含量方法並以碳酸鈣(CaCO3)當量來計算，為國際通用的方法，它通常是以每百萬份水中含多少份碳酸鈣，並以「度」或「ppm」為單位...例：每升水中含100mg的碳酸鈣，則其碳酸鹽硬度為100度或100ppm。
碳酸鹽硬度又可分....暫時硬度&永久硬度：
1.暫時硬度→指定量水中鈣與鎂鹽的酸式，經煮沸後變成的不溶性的碳酸鹽沉澱析出，乾燥後其重量換算每公升含多少毫克碳酸鈣。
2.永久硬度→指定水中鈣與鎂鹽不能經煮沸後使其沉澱析出，必須添加過量可溶性碳酸鹽，例碳酸鈉於水中使變成不溶性的鈣與鎂的碳酸鹽沉澱析出，乾燥後其重量換算每公升含多少毫克碳酸鈣。
大家注意：所謂暫時硬度，其陰離子是由HCO3-所構成，在水族裡面HCO3-是水草吸收碳元素的主要來源，我們平時說的用CO2鋼瓶並使用高效的擴散溶解CO2系統（如關哥的外擴）就是要使CO2溶解到水里面形成：H2O+CO2＝H＋HCO3-。
這樣既為水草光合作用提供了HCO3-又降低了水體的PH。 從這裡可以看出：對於水族而言，其暫時硬度和永久硬度對於我們沒有太大的意義，而真正有意義的是暫時硬度中的陰離子HCO3-，因此我們給水中的這個離子含量定義為： KH（注意：KH值不是暫時硬度，其定義的對像不同，好像這個定義只是在水族界應用，我搞了20年化肥生產還真是沒有接觸過這個概念，活到老學到老啊。
德國硬度=碳酸鹽硬度x0.056
例： 坦魚的硬度：碳酸鹽硬度230~339ppm=德國硬度13~18dh
龍魚的硬度：碳酸鹽硬度89~159ppm =德國硬度4~ 8dh
三、KH
KH是以陰離子~碳酸氫根(HCO3-)當量來計算，可用於表示水中的HCO3-的濃度。 應該稱為~碳酸氫根or碳酸氫鹽，非碳酸根，但可另稱為「碳酸硬度」或「碳酸氫根(鹽)硬度」………(多了個氫字)。
可是須記得喔！ KH硬度不是碳酸鹽硬度！ KH重要性是因為與PH有著緩衝關係(指水中碳酸氫根濃度)，也就是仰制酸降。
當水中硬度含＜暫時硬度＞越多時，KH值也會相對跟著提高。
＊附文： “酸水”制法→緩緩加入降酸劑(無機酸)，得連續使用直到破除kh緩沖值；or使用可同時軟水兼酸化水質的氫型樹酯。
“軟水”制法→以鈉型軟水樹酯、綠酯棉運用離子交換功能吸附鈣、鎂離子；利用RO水去稀釋自來水；水草的同化作用(除了氮、鉀、磷三項主肥，其它元素亦是水草所需)；使用『有機酸』(黑水、欖仁葉、泥碳土、草泥丸)與鈣、鎂離子形成螫合物沉澱以軟化水質。
“鹼水”制法→加入碳酸鈉、碳酸鈣(碳酸根離子能與H2O產生OH-離子使水中的OH-濃度增加)。
“硬水”制法→加入珊瑚砂(本質是碳酸鈣)，在高含CO2的水中呈緩溶液，可徐徐溶解於水中形成碳酸氫鈣(CaHCO3)，使水的GH-KH同時上升。
四、TDS
TDS表示水中的導電度鹽鈣等含量，可以TDS筆(水質檢測筆)來側量。
自來水的測量：
0-89ppm(μs)→強軟水0-4dh
90-159ppm→軟水5-8dh
160-229ppm→適度硬水9-12dh
230-339ppm→中度硬水13-18dh
340-534ppm→硬水19-30dh
大於535ppm→強硬水30dh以上
水質飲用水40ppm(國際nsf標準質)，40ppm以上建議停止飲用。 高雄自來水測過約250ppm；台南約170ppm；RO水約8~20ppm。 若是隨意額外添加任何溶液、鹽巴會超出水源ppm原本質。 1個ppm就是該水溶液中含有1毫克物質之濃度。
五、PH、GH、KH在草缸中不同的作用和影響
說到這裡，大家可能會問，那麼自來水通過燒開再晾涼並沉澱一下加入到草缸中不是可以降低硬度了嗎？ 是的，但是這樣做等於將水體中的HCO3-也驅趕掉了，所以理論上是可以的但是實際中不經常這麼做，而是使用例如732樹脂轉型成氫離子樹脂或者直接使用724氫離子樹脂進行離子交換，既除去了鈣鎂離子，又保留了水體中的HCO3-，這就是軟化水，或者乾脆圖省事自己購買桶裝純淨水。
通過上述論述，大家了解了水體中PH、GH、KH三個指標的定義，那麼我們草友平時接觸的水有草缸裡面的水，也有自來水，對上述三個指標都這麼重要嗎？
對於我們平時使用的飲用自來水：
水利部規定的民用飲用水指標的PH為6.5－8.0，因此在某特定地區其數值是相對固定的，在這三個指標裡面我們其實更應該關心的是其GH。 這個數值是決定我們根據自己草缸中水草對硬度的敏感度是否需要添加軟化水以及添加多少的指導性數據。
例如：假設當地水質的GH＝15，我們希望自己草缸中的水體GH達到7左右，假設每週換水量為50升，而我們通過自己軟化水或者購買桶裝純淨水得到的GH為1，那麼其水的配製公式為：
15×V1＋1×V2＝7×50
V1+V2＝ 50
( A解這兩個方程，就很容易得到：V1＝21升，V2＝29升，也就是說，需要自來水的量為21升，需要純淨水的量為29升，也就是近似20升和30升的關係了。這樣你有一個小桶，無論多大，你加兩桶自來水再加入三桶軟化水就可以使草缸中新加入的水的GH為7。
對於草缸中的水呢：
我們知道，現在市場上流通的大部分水草是通過引進亞馬遜流域以及南部國家熱帶雨林並經過本地馴化得到的，雖然經過了馴化，但是其本身的內在基因不會產生突變，這就像人類經過多年努力將野豬馴化成家豬，但是永遠不可能將家豬馴化成人類一樣，那麼我們就要根據這些水草的基因特點盡量滿足其生長繁殖的需要，很多水草在當地多年的生長中已經適應了當地那種酸性、軟化的水質，只要底沙是中性，那麼通過前面的“作水”我們已經得到了符合要求的GH，在草缸中需要我們進一步調整以及檢測的就是PH和KH了。
通過前面對於CO2在水中溶解以後的化學方程我們不難得出結論：向水體添加CO2既可以降低水體的PH，又可以為水草充分的光合作用以及營養吸收提供充足的HCO3-，是一舉兩得之舉，這就是為什麼水族一直強調添加CO2的重要之所在。
對於草缸的GH呢？ 由前面的定義可以知道：GH主要反映的水中鈣、鎂的含量，但是對於水草養殖而言，由於鎂是重要的合成葉綠素的元素，在16種水草營養元素中它是葉綠素組成的唯一金屬元素（如果你的水草出現葉片發白或者黃葉子的症狀，呵呵，在考慮光照等因素的同時考慮一下你的液肥質量問題吧。
因此任何一個合格的液肥都要添加一定量的鎂元素，但是在進行GH檢測的時候是不可能區分出哪部分是水體自帶的，哪部分是後來加入的，因此，一般而言，對草缸中的水體是沒有必要進行GH檢測的。
最後的結論：對於自來水和外購軟水，其必須檢測指標為：GH
對於草缸之中的水，其必須檢測的指標為：PH、KH，相比較之下，PH比KH更為重要。
這就是我為什麼說養草四要素：水質、光照、CO2、液肥的原因所在，至於液肥的重要性以前的帖子已經有論述，不再多說。
補充：從化學定義大家可以看出：雖然GH和KH的定義對像不同（GH定義鈣、鎂陽離子，而KH定義的是HCO3陰離子），但是由於HCO3與鈣鎂離子的一部分是具有一一對應的數學關係的，所以對於固定地區水質，GH和KH是具有一定的數學關係的，通過我這裡的檢測，自來水的GH=KH+3
當然各地區水質不同，請勿照搬，但是大家可以循此思路自己對當地水質進行一下檢測，這樣一旦有了這個數學關係，就可以只購買KH試劑來推算GH數據了，當然這只是對自來水有效，對缸子中的水無效，但是前面已經分析，缸子中的GH檢測沒有什麼實際意義。 雖然我前面論述了很多，可能草友看的暈頭轉向，但是玩草不是搞導彈，有些數據沒有必要像我們搞化學分析一樣必須準確到小數點後面2位甚至3位去，只要記住一些基本概念並按照去做就夠了。
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