水槽を維持するためのろ過フィルターの一つで、底面フィルターがあります。その底面フィルターの中でも、エアーポンプを使用するのがエアーリフト式と言われています。
そして、そのエアーリフトが起こすエアレーションが、水槽内に溶け込んでいるCO2（二酸化炭素）を爆気するので、「底面フィルターにCO2の強制添加は無意味、効果が無い」などと記載しているWebサイトを見たりします。
では、実際に底面フィルター（エアーリフト式）を使った水槽にCO2の強制添加は意味が無いのか、それを検証してみた結果です。
底面フィルターでもCO2強制添加は効果がある！
いきなり検証した結果から書きますが、エアーリフト式底面フィルターを使用した水槽にCO2強制添加をしたら効果がありました。
30cmキューブ水槽にソイルを使用したエアーリフト式底面フィルターで、照明点灯時間8時間と同じ時間CO2を強制添加と言う内容です。
CO2強制添加検証内容
約6カ月前に新規でエアーリフト式底面フィルターを使用して、新規で30cmキューブ水槽を立ち上げました。
底面式フィルターの設置は、下記内容で設置しています。
| 立ち上げ日 | 2018/4/21 |
| 水槽サイズ | 30cmキューブ水槽（30×30×30cm） |
| ろ過フィルター | GEX マルチベースフィルター L |
| 底床材（吸着系ソイル） | プラチナソイル ブラック ノーマル |
| エアーポンプ | 水作 水心 SSPP-7S |
| レイアウト素材（石） | 風山石 |
| 水温 | 23～25℃ |
| 照明点灯時間 | 17:00～25:00（8時間） |
| KH（炭酸塩硬度） | 1.0 dH° |
| GH（総硬度） | 1.5 dH° |
水槽内CO2強制添加方法と添加時間
小型ボンベを使用して、水槽内にCO2拡散器を設置。
水槽用照明の点灯時間と同じ時間（17:00～25:00の8時間）、カウンターで2秒1滴のペースで水槽内にCO2を強制添加します。
水槽へCO2添加によるpHの変動記録
水槽にCO2添加開始前のpHは、6.9を示しています。2018/10/16～2018/11/4迄の20日間の内、10日分（計10回分）のpH変動の記録です。
照明点灯前のpHと照明消灯直前のpHを測定しています。
CO2濃度は、pHとKHの関係から導き出しています。
| 照明点灯前のpH | 照明消灯直前のpH | CO2濃度 | 備考 | |
| 1回目 | 6.9 | 6.0 | 37.2mg/l | |
| 2回目 | 6.8 | 6.0 | 37.2mg/l | |
| 3回目 | 6.8 | 6.0 | 37.2mg/l | |
| 4回目 | 7.0 | 6.2 | 23.8mg/l | 水換え |
| 5回目 | 6.8 | 6.1 | 29.6mg/l | |
| 6回目 | 6.8 | 6.1 | 29.6mg/l | |
| 7回目 | 6.8 | 6.2 | 23.8mg/l | 水草植栽 |
| 8回目 | 6.8 | 6.1 | 29.6mg/l | |
| 9回目 | 7.0 | 6.2 | 23.8mg/l | カリウム液肥添加 |
| 10回目 | 6.8 | 6.2 | 23.8mg/l |
10回pHの変動を測定してみましたが、全てにおいて照明点灯前のpHと照明消灯直前のpHでは違いが見られました。そのpH変動幅は、約0.7程ありました。
これで、エアーリフト式底面フィルターを使用時でも、CO2添加を行う事により水槽水のpHを水草などが育ち易い弱酸性にする事ができ、水草が光合成を行うさいに必要とするCO2濃度も確保出来る事が分かりました。
エアーリフト式底面フィルターでもCO2添加が有効な理由を考える
エアーストーンの吐出量とエアーの大きさ
通常のエアレーションでもエアーストーンから出る泡の大きさによって、エアレーション効果が変わってきます。
今回使用したGEX製の底面フィルター付属のエアーストーンは、エアーの大きさが大きいのが一つの理由だと考えています。エアレーションの泡が大きいため、水槽水からCO2が爆気される量が想定より多く無いと言えるかもしれません。
30cm水槽キューブ水槽サイズで、CO2拡散器を使い2秒1滴というCO2添加方法なので、通常よりも多くCO2を添加しているとも言えないです。
吐出パイプと流量の関係
通常のエアレーションなら、水槽内の水を下から上にエアーの力で、吐出されるエアーの周りの水を巻き込み押し上げます。その結果、水槽水に溶け込んでいるCO2がより多く爆気され、水槽水中からより多くのCO2が放出されていくのでしょう。
底面フィルターの場合、吐出パイプが底面から立ち上がっていますが、実際にはその吐出パイプが水槽内の水と底面を通水してきた水を隔てています。直接的には、水槽水同士が直接触れ合っていないので、水槽水中のCO2量が大きく減少しずらいのかもしれません。
そして、エアーリフト式底面フィルター自体は流量が少ないろ過フィルターなので、その流量が少ない事で水槽内へのCO2強制添加が有効に働いたのかもしれません。
その他の要因
底床材に吸着系のプラチナソイルを使用しているので、水槽水中のKH（炭酸塩硬度）やGH（総硬度）を引き下げて水質を弱酸性にしてくれます。KHやGHが低い（軟水）だと、pHの変動幅が大きくなりやすいので、その影響もあってpHが大きく変化したとも言えます。
底床材に、大磯砂などの水質に影響を与える物を使用したら、2秒1滴のCO2添加量ではここまではpHが下がらないとは思います。しかし、ソイルを底床材に使用する事によりエアーリフト式底面フィルターでもCO2強制添加をする事で、水槽水質をより弱酸性にする事が出来たのでしょう。
まとめ
エアーリフト式の底面フィルターでは、CO2強制添加はエアレーションにより水槽水中のCO2が逃げて意味が無いや、効率が悪いなどと言われています。しかし、実際にCO2強制添加をしてみたら非常に有効である結果が出来ました。
もちろん、今回の検証は30cmキューブ水槽にソイルを使用した底面フィルターなので、全てのエアーリフト式底面フィルターでも同じ結果が出るとは言えませんが、同じような条件で安定的にCO2強制添加をしたら、水草を育成するのに向いた水質環境になりそうです。
ただし、底面フィルターなのでソイル中に根張り大きい水草などは、目詰まりなどを起こしてしまうので植える事は出来ませんが。
更新日：2022/07/07
コメント
この記事を読んで、底面フィルターを使用していますがCO2添加を決めました！（もちろん自己責任で ^ ^）
信憑性の高い実験、ご苦労様です。
私の環境でも効果があると良いのですが。。。
>麻生さん
こんばんは。
底面フィルターによるCO2添加は、よく意味が無いと言われていますが。
実際にCO2添加したら、このような実験結果になり、また、記事に補足していませんが1年程まったく問題無く維持出来ました。
しかも、今迄に無いくらい程の順調な状態で。
副次作用として、ソイルが本来持っている効果を底面フィルターの場合100%発揮出来る（ソイル全てに飼育水が通水するため）ました。
是非、底面フィルターにCO2添加をチャレンジしてみて下さい！