カルシウムリアクターは、サンゴ飼育において使われることのある飼育用品です。
ミドリイシなどのSPSと呼ばれるサンゴ飼育にはカルシウムリアクターが必須、と言われますがそもそもカルシウムリアクターとは何なのか？
また、ハードコーラルの飼育にもカルシウムリアクターがあった方が良いと言われるけど実際はどうなの？
使い方や設置方法は？おすすめのカルシウムリアクターは？
この記事ではそんなカルシウムリアクターについて解説していきます。
カルシウムリアクターとは？
カルシウムリアクターは、極めて簡単に言ってしまうと海水にミネラルを供給する装置のことです。
特にミネラルの中でもカルシウムイオンと炭酸水素イオンを供給することを目的としています。
ミドリイシをはじめとする造礁性ハードコーラルは、水中のカルシウムイオンを利用して骨格を形成し成長していきます。
よって、水中のカルシウムイオンが枯渇してしまうとこれらのサンゴは成長できず、死んでしまいます。
実際の海ではこのカルシウム濃度は一定に保たれていて、枯渇することはありません。
なぜなら、死んだサンゴの骨格や貝類の殻が堆積してできる石灰岩が風化し、絶えずカルシウムイオンを供給しているからです。
自然界では白骨化したサンゴや貝殻がカルシウムの供給源となる
一方で水槽という閉鎖的環境では、こういったミネラルの消費にはどう対処すればいいでしょうか？
アラゴナイトサンドやサンゴ砂を底砂にしている場合、そこから若干のミネラルの供給が望めますがこれだけで造礁性ハードコーラルのミネラル消費はとても賄えません。
よって水換えで対応するのがほぼ唯一の方法ですが、ミドリイシなどの造礁性ハードコーラルはKHを食べるサンゴなどとも言われ、恐ろしいスピードでKHが減少していきます。
(KH:炭酸塩硬度｜≒海水中に溶けているカルシウムイオンとマグネシウムの量)
水槽内のハードコーラルが多い場合、水換えでのKHの補給をサンゴの消費を上回ってしまうことがあります。
また、週1程度の水換えでは水換え直前と直後でKHの値が大きくずれてしまい、これは環境の急激な変化を嫌うサンゴにとって非常によろしくありません。
そこで、サンゴのKH消費に合わせ常にKHを供給して安定なKH値を維持しようというのがカルシウムリアクターの基本的な考え方です。
また、カルシウムリアクターに使用するメディアによって、ストロンチウム、カリウム、その他微量元素も同時に行うことができ、成長する際にこれらの要素を必要とするハードコーラルの成長を助ける働きもします。
よってカルシウムリアクターは、ハードコーラルに必要なミネラルの自動補給装置と捉えることもできます。
カルシウムリアクターの原理
カルシウムリアクターがどういうものかわかったところでその原理について見ていきましょう。
カルシウムリアクターの原理としては、密閉された容器に石灰岩(CaCO3)を入れ、そこで海水を循環させ同時に二酸化炭素を添加することで化学反応を起こし、カルシウムイオンと炭酸水素イオンを発生させます。
式で書くと以下の反応がリアクター内で起こっています。
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
この反応は天然の石灰岩の風化を模したものであり、つまり天然の海でKHが供給される仕組みをそのまま水槽にも再現しようということです。
また、この反応とは別にリアクター内に少しずつ水槽内の海水を引き入れ、同時にその分リアクター内の海水を水槽に排出します。
こうすることでカルシウムイオンと炭酸水素イオンが溶けているKHの高い海水が少しずつ水槽内に添加され、水槽内のKHを一定に維持することができるというわけです。
カルシウムリアクターが必要な生体は？
カルシウムリアクターが具体的にどういったものなのか理解したところで、実際カルシウムリアクターが必要となるケースについて考えていきます。
まずは、ミドリイシをはじめとするSPSサンゴを飼育する場合ですが、この場合カルシウムリアクターの設置はほぼ必須であるといえます。
SPSサンゴは成長速度が速く、KHの消費量も多い
ミドリイシをはじめとするSPSサンゴは非常に速く成長し、KHの消費がすさまじいのでリアクターを設置しKHを一定に保つのが好ましいです。
SPSサンゴの個体数が少ない場合は水換えで対処できる場合もありますが、成長して大きくなるとKHの消費も増えることや、SPSサンゴの追加なども考えリアクターの設置が無難だといえます。
また、最近ではSPSサンゴを飼育する際、添加剤を用いてKHを保つ飼育方法も一般的になってきました。
このような飼育方法をする際にはカルシウムリアクターは必須とはいえませんが、それでもやはりコストや安定性を考えてカルシウムリアクターは併設すべきだと思います。
次に、SPSサンゴではないハードコーラルを飼育する場合ですが、この場合は設置は特に必須ではありません。
ハードコーラルの一種であるオオバナサンゴ
これらのサンゴもSPSサンゴと同様、KHを消費し成長するサンゴではありますが
SPSと違い成長は遅いのでKHの消費も遅いです。
よって週に1度2～3割程度の水換えをしていれば十分にKHの維持が可能で、リアクターを設置する必要はありません。
ただし、これらのサンゴの飼育でも、サンゴの数が多い(水槽いっぱいにハードコーラルを入れている)場合や、
水換え量を減らしたい場合などはリアクターの設置を考えてもいいかもしれません。
KH試薬を使い、水替え直後と水替え直前の値を測定し、あまりに差がある(≒サンゴのKH消費が激しい)場合、設置するべきでしょう。
また、ハードコーラルを速く成長させたい場合に通常よりも高めのKHを維持することで成長の速度を上げられる可能性があります。
こういった場合にもリアクターの設置は効果があります。
ソフトコーラルについてはよほど大量のソフトコーラルがぐんぐん成長しているような環境でない限り、カルシウムリアクターの設置は不必要であるといえます。
ソフトコーラルは大きな骨格を形成しない
そもそもソフトコーラルは大きな骨格を形成しないのでKHの消費はほとんどありません。
このように、サンゴを飼育するからといってカルシウムリアクターは絶対に必要という機材ではありません。
SPSを水槽いっぱいに飼育するならほぼ必須、ハードコーラルの飼育ならあってもよい、ソフトコーラルでは必要ないと考えておいてください。
カルシウムリアクターの設置に必要なもの
カルシウムリアクターを設置することを決めたら、必要なものを揃えます。
カルシウムリアクターの設置で重要なものを以下解説していきます。
リアクター本体
基本的には入れることのできるメディアの量≒リアクターの性能と考えていいでしょう。
セカンドステージ(セカンドリアクター)と呼ばれる、余った二酸化炭素を除去し水槽に戻す海水のpHを上げる機能を持つ2本目のリアクターを装備しているものは高価ですが効果もあるので予算が許せばセカンドステージ付きの製品を選びましょう。
また、リアクターの多くは外部設置型なのでリアクターを設置するスペースもあらかじめ考えておきましょう。
リアクターで有名なのはH&Sから発売されているものがかなり昔からサンゴユーザーに使われています。
また、ベテランのミドリイシ飼育ユーザー向けの機種ミニカル（MINI-CAL）も有名です。
最近の機種だとリーフオクトパスや315（スリークォーター）、ReefLiveなどが候補になってくると思います。
また、ヤフオクなどで個人製作のハンドメイド品が安く出品されていることもあるのでコストを気にされる方はまずはこういったものをお試しで買ってみるのもいいと思います。
筆者も初めてのカルシウムリアクターはヤフオクのハンドメイド品でした。
とはいえ水漏れや破損のリスクや補償を考えると信頼できるメーカー品を購入するのが無難だと思います。
予算と水槽サイズに応じて自分に合ったリアクターを選びましょう。
（2023/10/10 追記）
記事執筆当時に比べ、現在ではカルシウムリアクターの使用者、販売製品共に少なくなってきているようです。
代わりにドーシングポンプ＆添加剤でKH調整をされている方が増えてきている印象です。
添加剤でのKH調整を否定するわけではありませんが、
カルシウムリアクターは自然と同様のプロセスでカルシウムを補給するという原理から、イオンバランスの崩壊を起こしにくく
また大型水槽で維持する場合のコストパフォーマンスに優れるなど、多くの利点があります。
筆者としてはまだまだ添加剤よりカルシウムリアクターを推していきたいですね。
カルシウムメディア
リアクター内に入れる石灰岩のことです。
最も手軽で安いものはサンゴ砂またはサンゴ礫を使用することですが、
より反応効率が良く、余計な成分を溶出しない専用のカルシウムメディアと呼ばれる高純度結晶が各社から販売されています。
カルシウムリアクターを使用する際はこれらのカルシウムメディアを使うのが一般的ですので特に理由がなければカルシウムメディアを購入し使用しましょう。
リアクターメディアでは上記のARM（カミハタが販売代理店）が最も有名で昔から使われているものになります。
charmが販売しているアラゴナイトメディアも質が良くおすすめです。
カルシウムメディアには小粒タイプと大粒タイプがありますが
小粒タイプは速く良く溶け、大粒タイプはじっくり長く溶けるという特徴があります。
SPSを水槽いっぱいに飼育し、かつKHを10前後に調整し成長を促進するといった
成長特化の場合には小粒の方がいいですが、そうでない場合（KHを7前後に調整する場合）は
目詰まりしにくく、メンテナンス間隔も伸ばせるので大粒メディアの方がおすすめとなります。
二酸化炭素（CO2）供給機材
リアクターに二酸化炭素を供給するために必要です。
ボンベ、レギュレーター(減圧器)、耐圧チューブ、逆流防止弁、調整バルブ、カウンター(リアクターに付属の場合もある)が必要です。
よくわからない方は上記画像のような水草用のセットになっているものを購入すれば基本的にすべて揃っていますのでおすすめです。
小型水槽(60cm水槽程度まで)なら小型ボンベを使用する方がスペース的にも現実的かと思いますが、
90cm以上の水槽でガンガンSPSを成長させたいとなるとCO2の添加量もかなり多くなってきますので、大型ボンベの導入も検討しましょう。
大型ボンベを使用する際に必要なものは小型ボンベの時と基本的には同じですが、
大型ボンベ用のレギュレーターが必要です。(小型ボンベ用のものを大型ボンベ用に変換するアダプタもある)
また大型ボンベは基本的には酒屋でビールサーバー用のものをレンタルという形になるので近くの酒屋に行く必要があります。
大型ボンベはコスパは素晴らしく良い(小型ボンベの10倍以上？)ですが設置スペースを取るのと、
ボンベの手配(レンタル、補充、返却等)が面倒といった欠点もあります。
90cm水槽以上での飼育でボンベ手配のツテがあるなら大型ボンベの導入をおすすめします。
（2023/10/10 追記）
ここ数年で、二酸化炭素の供給には化学式CO2ジェネレーターを使用するのが一般的となってきました。
化学式CO2ジェネレーターとは、重曹とクエン酸と水をボンベ内で化学反応させ
二酸化炭素を発生させ供給するための機材です。
従来のように予め二酸化炭素が詰められたボンベを無くなるたび購入（or補充）することなく、
スーパーで売っている重曹とクエン酸を補充するだけでよいので
従来の方式に比べコストパフォーマンスと消耗品の入手性が抜群に良くなりました。
既に大型ボンベを所持しており、近場でガス補充のツテがあるなど特別な理由のない限りは
基本的にこの化学式CO2ジェネレーターを使用するのがおすすめです。
KH測定試薬
リアクターの調整に必要です。
カルシウム濃度測定試薬でもいいのですがKH試薬の方が安値で想定が簡単なので基本的にはこちらが使われます。
上記テトラ社の試薬が安価で測定回数も多いのでおすすめです。
ただしKHの測定値が1刻みなためより正確に測定したい場合は以下のレッドシー社の試薬を使用しましょう。
（実はテトラの試薬も測定水の量を倍にすることで、試薬は倍必要になりますが0.5刻みで測定できます笑）
pHコントローラー
pHの値に応じてCO2の添加/不添加を切り替えるための器具です。
pHコントローラを使うことでリアクターの調整が容易になり、無駄な二酸化炭素添加を減らすことができます。
ただしpHコントローラーはかなり高価です💦
設置に必須というわけではありません。筆者もpHコントローラ無しでリアクターを動かしています。
予算に余裕があって楽をしたいという人向けのプラスワンの機材です。
カルシウムリアクターの設置方法
ここからはカルシウムリアクターの設置方法について解説していきます。
機種の構造の違いにより手順が異なる場合もありますので参考程度にお願いします。
①リアクター、メディアを洗う
特にねじ止め付近は念入りに。
お決まりの洗浄工程です。風呂場で洗いましょう。
ちなみに筆者が使用しているカルシウムリアクターはMINI-CALです。
メディアについてはリン酸などを溶出するものもあるようなのでRO水または精製水に一晩漬けておくと安心みたいです。
今回はARMのメディアとGrotechのメディアを使用します。
メディアはRO水に漬けておきます
こちらはGrotechのカルシウムメディアです。ARMの小粒と大粒の中間くらいの大きさです。
②リアクターにメディアをセットする
入れすぎ注意。
洗ったメディアをリアクターに入れます。
水道水で洗浄した場合は塩素が残らないように最後に塩素中和剤を入れた水ですすいでおくと安心です。
メディアを入れる際に漏斗があれば楽に入れることができます
今回は100均でお米用の大きいものを購入しました。
漏斗があるとメディアをこぼさず楽に入れることができます。
水を入れるとメディア間の隙間が圧縮されるのでこの時点ではちょっと多めに入れておいても大丈夫です。
③リアクターをしっかりねじ締めする
ネジ締めは丁寧にしっかりと。偏りがあると水漏れします。
おそらくねじでフタを止めるタイプのものがほとんどなのでねじ締めをします。
リアクターはその構造上、高い圧力がかかるのでここでねじ締めが弱いと簡単に水漏れをします。
複数ねじの場合は対角ごとに締めていくなどして丁寧にかつしっかりとねじ締めをしましょう。
またパッキンにメディアのカスがついているとそこから水漏れしますのでパッキンはしっかりとすすいでからセットしましょう。
④リアクターを設置する
リアクター内でコケが繁殖してしまうと見た目的によろしくないので光の当たらない場所に置くのが好ましいです。
無難にキャビネット内に置けばまず問題ないです。
⑤配管する
リアクターから出てる給水チューブと排水チューブをセットします。
チューブホルダーが付属している場合が多いと思いますがない場合は以下のようなチューブホルダーがあると便利です。
⑥給水する
リアクター内に水槽内の海水を給水します。
多くのリアクターがサイフォンの原理を利用しての給水だと思いますので、給水側のチューブを水槽内に入れ、排水側のチューブを口で吸うことでリアクター内に海水を引き入れます。
このときリアクターの調整バルブは全開にしておいてください。
サイフォンが成功したらリアクター内がいっぱいになるまで暫く待ちます。
⑦電源を入れる
リアクターの電源を入れます。
リアクターのポンプが動作し、リアクター内の海水が循環しているか確認します。
排水側のチューブから海水が排出されていれば問題ありません。
⑧排水を調整する
リアクターの排水コックで排水量を調整します。
はじめは1秒に3～5滴、排水が繋がってしまわない程度排水されるよう調整をします。
その後の調整方法については後述します。
⑨二酸化炭素を添加する
別途用意した二酸化炭素供給機材から二酸化炭素をリアクター内に添加します。
こちらも二酸化炭素用のスピードコントローラーなどを用いて添加量を調整します。
水槽サイズや生体量にもよりますがはじめは1秒に1滴から2秒に1滴程度添加されるように調整をします。
こちらもその後の調整方法については後述します。
以上でとりあえずの設置については完了です。
カルシウムリアクターの調整方法
カルシウムリアクターは設置したらそれで終わりという機材ではありません。
水槽の生体の消費に合わせて調整をしていく必要があります。
生体の消費よりリアクターからの供給が多ければ供給過多になってしまいますし、逆の場合は供給不足になってしまいます。
ここではカルシウムリアクターの調整方法について解説していきます。
まず、そもそもリアクターの調整の目標を決めなくてはいけません。
リアクターの調整にはKH(炭酸塩硬度)を目安にする場合がほとんどです。
カルシウムリアクターだからカルシウムを測定するのでは・・・？と思う方もいると思いますが、
リアクターからのカルシウムの供給≒KHの供給と考えることができますし、KHの安定はpHの安定にも繋がり
またKH試薬が比較的安値なことからKHを測定しながらの調整が一般的となっています。
この記事ではKHを測定することでリアクターの調整をする方法を紹介していきます。
まず、目標となるKH値を決めなくてはいけません。
自然の海のKH値は6～7°で、これは世界中どこの海でもさほど差はありません。
一般にハードコーラルを飼育する場合はKHを7～9°くらいに保つのが良いとされています。
KHが自然の海の平均値である6°を下回らないよう、また成長を期待して少し高めの値に設定するのが良いという考えです。
あまり高すぎるのもよくないので、今回はKHを8°で安定させることを目標に調整をしていきます。
まずカルシウムリアクターを設置したら、その状態で1日～2日程度稼働させます。
二酸化炭素がメディアを溶かし始めるのには少し時間が必要だからです。
1日～2日程度稼働後、リアクターからの排水のKH値を測定します。
排水のKH値が20前後ならしっかりとメディアが溶けていると判断できます。
低すぎる場合、二酸化炭素の供給を増やすか、排水を遅くするかして排水のKH値を20前後になるように調整します。
高すぎる場合は逆に二酸化炭素の供給を減らすか排水を早くすることで排水のKH値を20前後になるようにします。
排水のKH値が20前後で安定したら、水槽のKH値を測定します。
目標の8より高いか低いかで、排水の調整と同様に二酸化炭素の添加量か排水の速度を調整することで水槽のKHも調整します。
理想は排水のKHが20前後でかつ水槽内のKHが8という状態に調整することです。
水槽内のKHは生体数の変化やサンゴの状態によって大きく変わります。
サンゴの数を増やしたりサンゴの調子が良かったりする場合には一度測定しなおしてリアクターも調整しなおす必要があります。
もちろん、逆の場合も調整の必要があります。
水槽内のKH値は最低でも週に1度程度は測定して決めた値が維持できているか確認することを推奨します。
特にミドリイシを飼育している場合、サンゴの調子によって思っているよりもKHの消費が急激に増える場合がありますので気を付けて観察をしましょう。
まとめ
カルシウムリアクターについて知ることができましたでしょうか。
カルシウムリアクターは最近の添加剤に頼る飼育方法に押され、姿を見る機会が減ってきたようにも感じますが、それでもSPSサンゴの飼育にはまだまだ必須な機材だと筆者は思っています。
そもそもSPSサンゴを水槽で飼育できるようになったのはカルシウムリアクターがあったからこそであり、この背景からもカルシウムリアクターの重要性は理解してもらえると思います。
SPSサンゴを飼育する際はカルシウムリアクターをうまく使うことでにょきにょきと成長する姿を見ることができるはずです。
少し高価な機材ですが、その分の働きはしてくれますのでSPSサンゴの飼育では絶対に設置することをおすすめします。
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