水槽の二酸化炭素濃度が高すぎる場合の問題【CO2中毒など】

2024年11月14日2025年4月9日

今回はCO2中毒に関する解説です。

以前当サイトでCO2（二酸化炭素）とエアレーションについて解説した際、CO2の過剰添加で発生する問題について扱いました。

エアレーションとの関係を述べるためにCO2が多すぎる場合の問題についてあまりまとめきれていなかったので、今回はCO2が多すぎるときに発生する問題についてまとめます。

CO2中毒

二酸化炭素を添加すると原理的に添加した二酸化炭素濃度まで水中の二酸化炭素濃度は上昇します。

二酸化炭素濃度が高くなりすぎると発生するのがCO2中毒です。

魚が水面で鼻上げ動作をし続けている
動きが鈍る
水面に魚が集まる

CO2を添加することでこのような症状が発生したらCO2中毒を疑ったほうがいいと思います。

CO2中毒のときに魚に起こっていること

詳細は以下の記事でも扱っています。

簡単に言うと以下にまとめたような作用で魚にダメージが発生するということです。ただし定説はまだ確立されていないようです。

細胞にCO2が大量に取り込まれ水素イオンH⁺が発生して体内が酸性化する。これが心筋などの収縮性を低下させる
上と同じように発生したH^＋によって,ヘモグロビンと酸素との結合が抑制され、酸素の取り込みに支障をきたして酸欠状態になる
CO2そのものに高濃度では毒性がある

CO₂による細胞内pHの低下が心筋の収縮性を低下させることが,哺乳類をはじめ広く知られている¹⁸,¹⁹⁾.
文献(1)：石松惇, 吉川貴志, 林正裕, 喜田潤, 海水環境: 高二酸化炭素の影響, 日本海水学会誌/57 巻 (2003) 4 号

高CO2環境下ではこれらの効果のために,ヘモグロビンと酸素との結合が抑制される.
文献(2)：石松惇, 喜田潤, CO₂が魚類に与える影響について, 魚類学雑誌46 (1): 1-13, 1998.

これらの酸性化による毒性に加え，CO2自体も動物細胞にとって毒性を持つ (Max，1991)。
文献(3)：吉川|貴志, 二酸化炭素が海産魚卵および仔稚魚に与える影響, 海生研研報，第 7号， 1-33，2004

心拍数に影響を与えると弱るというのは人間でも一緒ですよね。

また酸素の取り込みに支障をきたせば弱るのも想像がつきます。

そして気体濃度が大きく偏れば害になるというのもあり得そうな話です。私たちの身の回りで様々なガスが利用されていますけど高濃度ガスを吸入すると危険な場合があるという話はよく聞きます。

こうした害を総称してCO2中毒とアクアリウムの世界では呼んでいるようです。

CO2が酸素を追い出すから酸欠になっているわけではなさそう

二酸化炭素を添加すると酸素が逃げるという説明がされることがありますが、これははっきりした結論は出にくいと思います。

仮説としては、二酸化炭素濃度の高いCO2ガスを水中に送ると、そのガス内には酸素が少ないので、水中からそのガス内に酸素が移って、水中の酸素濃度が下がると言えなくもないですが、水草水槽の場合水草が入っているので光合成をします。

CO2を添加するのは水草に光合成をしてもらうためなので、光合成すれば水中には酸素が供給され酸素濃度が上がります。

つまり酸欠にはなりにくいはずです。

それにも関わらずCO2中毒で酸欠のような症状を起こしているということは、ヘモグロビンと酸素との結合が抑制されたことによる酸素の取り込み能力の低下によって苦しくなって酸素を求めて水面に集まっているという話のように思われます。

ただし水草水槽というのは基本的にCO2が逃げないように、酸素を水面やフィルターから取り込む能力を意図的に削っています。それによって水中の酸素濃度が低下して酸欠になるというのが光合成の止まった夜間に発生しやすくなるというのはあるので、CO2の害というより水草水槽の特徴から酸欠が起きる場合はあるので注意が必要です。