[Юрок]

Как и обещал,новая тема: фильтрация и азотный цикл в аквариуме. Чтобы не напрягать почтенную публику,статьи сегодня две.Первая с общими принципами,без заморочек.Вторая,более развёрнутая для любознательных.
Начнём?


Какие бывают фильтры и для чего они нужны
Бывают фильтры механические, а бывают биологические. Для того, чтобы убрать из воды неэстетичную муть, получившуюся их недоеденного корма, кусочков отмерших растений, кала обитателей аквариума и т.д., используется механический фильтр. Принцип работы механического фильтра прост: вода прогоняется через губку, на которой оседает всякая муть. По мере накопления на губке мути ее требуется промывать. Как правило, механический фильтр изготавливается в пластмассовом корпусе, в котором скрыта сама губка и устройство, обеспечивающее прокачку воды.
Биологический фильтр – это не устройство! Это процесс, вернее, процессы, которые приводят к удалению из воды токсичных для обитателей аквариума химических соединений. Самыми распространенными “ядохимикатами” по мере убывания опасности являются:
Аммиак и аммоний, который получается из мочевины, (надеюсь, не надо объяснять, откуда она берется? ) Аммоний (NH4+) при повышении рН воды переходит в более токсичный аммиак. Соотношение содержашихся в воде аммония и аммиака зависит от рН и температуры. Так при 20ºC и рН=7 аммиака содержится всего 0.5%, а при t=25ºC и рН=8.4 – 10%;
нитриты, которые получаются при расщеплении аммиака;
нитраты – результат расщепления нитритов.
Участников процесса удаления соединений азота много:
Аквариумист, который регулярно (надеюсь, это так J ) подменивает воду, выливая в унитаз вместе с водой часть токсичных соединений. Очевидно, что концентрация вредных веществ в аквариуме при такой “фильтрации” снижается;
Растения, которые потребляют для своих надобностей вредные для рыб соединения азота (нитраты);
И, наконец микроорганизмы, которые питаются как раз токсичными азотистыми соединениями, преобразуя их в менее вредные.
Подмены воды, разумеется, самый эффективный метод, однако он требует от владельца аквариума регулярной беготни с ведрами. Человеческая лень привела к стремлению возложить свои обязанности на бактерий, которые и возразить-то на это ничего не могут. Единственный способ, которым бактерии могут выразить свой протест против такой эксплуатации – это отказаться плодиться и размножаться. Для того, чтобы не позволить микроорганизмам отлынивать от работы, аквариумисты стремятся создать оптимальные для развития их популяции условия.
Бактерии, трудящиеся на благо аквариумной экосистемы, бывают двух сортов: Нитрифицирующие - Nitrosomonas, нитробактерии – Nitrobacter. Первые расщепляют аммиак, превращая его в нитриты, вторые “подъедают” нитриты, преобразуя их в нитраты. Нитраты – тоже вредны, однако не настолько, как предыдущие соединения азота. Часть нитратов достается в пищу растениям, но основная их часть удаляется при подменах воды. А вы думали, что наличие трудяг-бактерий полностью освобождает от ведра и шланга? Ошибаетесь! J
И тем и другим бактериям, как, впрочем, и иным тварям земным, требуются для жизни определенные условия: пища, кислород, приемлемая температура, и субстрат где они будут селиться, иными словами, “жилплощадь”.
Температура, подходящая для бактерий, к счастью, соответствует нормальной температуре аквариума – 26-27 градусов. Наличие в воде растворенного кислорода тоже традиционное для аквариума условие, достигаемое путем аэрации (бульканьем воздуха), а также процессом фотосинтеза растений. В пищу, как уже говорилось, бактерии употребляют аммиак и нитриты. Для того, чтобы обеспечить бактерий “хлебом насущным” нужно, чтобы в аквариуме были обитатели. Впрочем, если нет обитателей, то биофильтр, как бы, и не нужен.
В качестве жилища - субстрата подходит любая поверхность, но поверхности стенок аквариума для создания работоспособной популяции слишком мало. Очень неплохо для жизни бактерий подходит аквариумный грунт, однако в нем практически отсутствует другой жизненно важный компонент – кислород. Проблему нехватки кислорода в грунте можно решить путем установки под грунт фальш-дна – пластины, в которой прорезаны отверстия. В этом случае вода будет проходить сквозь грунт, и насыщать его столь необходимым для бактерий кислородом.
Второй метод создания жилплощади заключается в выделении отдельного “домика”, называемого канистровым фильтром. Название говорит само за себя – это отдельная емкость, вынесенная из аквариума, через которую обеспечивается постоянный ток воды. Эта канистра, как правило, наполняется специализированным материалом, представляющим собой очень пористые керамические шарики, колечки и прочие мелкие предметы. Для того чтобы бактерии могли селиться в порах, требуется обеспечить чистоту поверхности субстрата. С этой целью на пути тока воды из аквариума в канистровых фильтрах устанавливают систему губок, исполняющих роль механического фильтра.
Сами по себе бактерии размножаются быстро, удвоение популяции происходит в среднем за 48 часов. Вначале в аквариуме нет нитритов, и бактерии расщепляют до них аммиак. По мере появления нитритов в действие включаются другие бактерии, расщепляющие нитриты до нитратов. При этом неизбежно возникают пики и провалы в популяции - сначала мочевины и аммиака/аммония много, нитрифицирующие бактерии плодятся. Потом аммиак заканчивается, и они начинают голодать и помирать, зато теперь много пищи для бактерий, которые потребляют нитриты. То есть получаются два цикла со своими пиками и спадами. И задача набирания мощности биофильтра состоит в том, чтобы эти циклы синхронизировать, чтоб образовалась некая средняя популяция обеих типов бактерий, которая способна гибко реагировать на любые изменения.
В итоге, для наиболее быстрого выхода фильтра на режим оптимально обеспечить высокую степень аэрацию воды, постоянно подкармливать рыб понемногу, чтоб они так же постоянно и понемногу выделяли (без скачков по концентрации) и все первое время регулярно подливать туда готовые культуры бактерий, чтобы сглаживать пики их развития и смерти.
Автор Foma,
на основе компиляции материалов из форума на www.tropica.ru
Биологическая фильтрация для чайников
© copyright 2005 Dr.Vladson & Tropica.RU

Юрок добавил [date]1106342677[/date]:
Теперь для любознательных.

Когда аквариумист может внятно ответить что,для чего и как он делает в аквариуме (с аквариумом)).И какие от его действий будут последствия.

Фильтрация аквариумной воды
Для чего нужна фильтрация.
Как и всякий живой организм, рыбы, в результате своей жизнедеятельности, выделяют различные вещества, которые загрязняют воду, делая ее плохо пригодной для рыб. Мы тоже используем фильтрацию для нас самих, начиная от отдельного санузла в кваритире и кончая еженедельной уборкой комнаты - пылесосим и подметаем пол (к сожалению, я видел много аквариумистов, у которых фильтрация в аквариуме была на недосягаемой высоте, а фильтрация в комнате оставляла желать лучшего). Рыбы вынуждены жить в прямом смысле слова окруженными собственными отходами Помимо всего прочего, это приводит к стрессу у них и, как следствие, задержке в росте, потере окраски и плохой сопротивляемости болезням. Интересно, как вы бы чувствовали себя, живя всю жизнь в куче мусора?. Проблема усугубляется тем, что в аквариуме обычно находится много рыбы и мало воды, в том время как в природе - наоборот. Очевидно, что небольшой аквариум с большими рыбами требует большего внимания, чем большой, засаженный растениями, аквариум с несколькими маленькими рыбками. (В котором, в принципе, фильтрация может поддерживаться находящимися в нем микроорганизмами и растениями.) Важным источником мусора в аквариуме является корм, которого обычно бывает много, чем мало.
К сожалению, чистая на вид вода - недостаточное условие для успешного содержания рыб. Очень часто рыбы начинают умирать в воде, которая кристально чиста. И начинающий аквариумист задается вопросом, что случилось в аквариуме, который был куплен неделю назад и в него посажены 10 красивых рыбок, которые внезапно умерли. Ответ несложен - наличие аммиака в воде, который не перерабатывается бактериями, которых нет в новом аквариуме, приводит к гибели рыб.
Аммиак и аммоний образуются при разложении молекулы белка и являются наиболее токсичными из продуктов жизнедеятельности рыб, которые выделяют его при дыхании. Также они образуются как продукт гниения органической материи в воде.
Аммиак (ammonia) растворяется в воде с образованием пары ионов - аммоний (ammonium) NH4 и OH.

NH3+H2O <-> NH4(+) + OH(-)

Однако, при повышенном значении pH воды (т.е. более щелочной воды) и температуре образуется свободный аммиак NH3 и молекула воды. Свободный аммиак гораздо более токсичен для рыб чем его ион. Например, при pH8 только 5% аммиака существует в свободном виде, в то время как время при pH9 уже 20% свободного аммиака. Поэтому, аквариум с африканскими цихлидами требует гораздо большего внимания к чистоте воды (однако это не значит, что можно не обращать внимание на фильтрацию в аквариуме с южно-американскими рыбами, живущими в кислой воде, эффективность бактерий, перерабатывающих аммиак ниже в кислой воде). Аквариум с повышенной температурой также требует большего внимания, например при повышении температуры с 15 С до 25 С приводит к увеличению содержания свободного NH3 почти в два раза. Токсичность аммиака уменьшается в соленой воде, примерно на 30%, чем в пресной воде с такими же параметрами.
В дальнейшем, под словом аммиак будут пониматься два химических соединения - аммиак (NH3) и аммоний (положительно заряженный ион NH4+). Поскольку они оба присутсвуют в воде, оба ядовиты, то, с точки зрения аквариумиста, при описании процессов фильтрации между ними нет разницы.
Летальный уровень аммиака составляет примерно 0,2 - 0.5 mg/l для различных рыб, максимальный допустимый уровень составляет 0.01-0.02 mg/l. Однако и при таком уровне, некоторые рыбы оказываются подверженными стрессу, что ослабляет их сопротивляемость болезням. Поэтому можно сказать, что уровень аммиака в аквариуме должен быть нулевым (при тестировании воды цвет индикатора меньше первого деления шкалы)
В результате биологической фильтрации аммиак преобразуется в менее токсичные нитриты (с буквой И) и, затем, в гораздо менее токсичные нитраты (с буквой А). Уровень токсичности нитратов для деликатных рыб составляет 50-300 mg/l (для икры и мальков они гораздо токсичнее). Подробней об этом написано в разделе про биологическую фильтрацию.
Не надо думать, что ион аммония не опасен. Он опасен тоже, но в меньшей степени. Понижение pH и температуры воды приводит к снижению токсичности аммиака, однако при этом эффективность бактерий, перерабатывающих аммиак, падает. Оптимальные условия для них - нейтральная вода (pH около 7) и температура около 30C. При pH ниже 5, их жизнедеятельность практически прекращается. Поэтому не надо лить уксусную кислоту в аквариум для уменьшения токсичности аммиака. Она уменьшится, но его никто не будет при этом перерабатывать.
Виды фильтрации.
По своему механизму фильтрацию можно разделить на три большие группы:
1. Механическая - фильтр служит для задержки крупного, не растворенного в воде, мусора. Поскольку экскременты рыб и остатки пищи являются источником токсичного аммиака, то наилучший способ не допустить гниения - это удалить их из аквариума (к тому же крупный мусор в аквариуме некрасиво выглядит). Что и достигается путем использования крупноячеистого фильтра или губки, которей регулярно надо промывать. К подобной механической фильтрации можно и отнести и регулярную чистку дна сифоном, которую надо делать при каждой смене воды. Механическая фильтрация может использоваться и для очистки воды от взвешенных частиц, например, с использованием диатомового фильтра, который способен даже отфильтровать водоросли, вызывающие "зеленую воду".
2. Химическая - фильтр удаляет растворенные в воде вещества. Наиболее популярным видом химической фильтрации является использование активированного угля. Другим способом является использование различных ионообменных смол (например, цеолита (zeolit) для удаления аммиака из воды). К химической фильтрации можно отнести и флотационные колонки (protein skimmer), которые удаляют органические молекулы из воды прежде чем они будут разложены с выделением аммиака. Озонаторы, тоже в какой то степени выполняют химическую фильтрацию путем окисления органики.
3. Биологическая - наиболее важный вид фильтрации, в результате которого токсичный аммиак преобразуется в нетоксичные нитраты. Это осуществляется бактериями, Подробно данная фильтрация рассмотрена ниже. К этому же типу фильтрации можно отнести и поглощение аммиака, нитратов, фосфатов и других веществ растениями и водорослями. Между этими видами фильтрации нельзя провести четкой границы. например, механический фильтр или активированный уголь служат и местом заселения бактерий, которые разлагают аммиак. Среда для биофильтрации задерживает мусор и т.д. Поэтому надо говорить о совокупности всех видов фильтрации.
Азотный цикл в аквариуме.
Этот цикл - один из многих биологических циклов, происходящих в аквариуме. Но именно он наиболее важен для понимания процесса фильтрации воды от токсичного аммиака.
Аммиак и аммоний образуются при дыхании рыб, гниении растений и прочей органики. Про их токсичность сказано выше. В результате деятельности бактерий аммоний превращается в нетоксичные нитраты, которые поглощаются растениями. Наряду с нитратами, растения поглощают аммиак/аммоний и нитриты, даже предпочитая аммиак/аммоний, поскольку при этом затрачивается меньше энергии, но полагаться на этот процесс можно только в исключительных случаях, когда аквариум представляет собой заросший сад, поэтому для начинающих аквариумистов такой способ фильтрации слишком сложен.
В местах аквариума, где недостаточно кислорода, происходит обратный процесс - анаэробные бактерии извлекают необходимый им кислород из молекулы нитрата. Такой процесс используется для биологичской денитрации - уменьшения содержания нитратов в воде. В аквариуме такие процессы развиваются, например, в грунте, где может возникнуть недостаток кислорода. Следует заметить, что бактерии извлекают кислород и из сульфатов и при этом образуется газ H2S, имеющий запах тухлых яиц. Именно этот газ поднимается пузырями из загнившего грунта, если его поворошить. Этот газ очень токсичен для рыб и при его появлении следует заняться грунтом основательно.
Магическое слово - биофильтрация
Вероятно, многие видели это слово в рекламе того или иного фильтра/наполнителя к фильтру и т.д. Даже используется такое слово - биофильтр. Так что же все-таки оно значит? И нужен ли специальный фирменный керамический наполнитель в фильтр за большие деньги, чтобы иметь в аквариуме биофильтрацию.
Как видно из диаграммы нитратного цикла, процессом биофильтрации называется преобразование токсичного для рыб аммиака в нетоксичные нитраты (с буквой "а"). Данный процесс осуществляется бактериями (отсюда и слово био-, в отличие, от химической фильтрации аммиака). Достаточно просто. Отсюда понятно, что для эффективной биофильтрации вам нужны бактерии, место для их заселения, кислород. (Поскольку бактериям нужен кислород). Бактерии заведутся сами в аквариуме (о чем написано в разделе про запуск аквариума), про место для заселения и кислород вам придется позаботится. Для своей жизнедеятельности бактериям требуется место для заселения. Они не могут перерабатывать органику, плавая в воде. Почему? Поставьте себя на место бактерии. У вас нет ни рук, ни ног, поэтому вам можно ухватить только тот кусок пищи, который сам попал в рот, подцепить на расстоянии возможности нет - можно только исходить слюной. Плаваете вы с той же скоростью, что и пища - рук и ног нет. Вам голодно и обидно. Понятно? В общем, лучше всего, когда вы сидите неподвижно, а пища попадает сама в рот. В принципе, бактерии селятся везде - они есть на стенках аквариума, грунте, растениях и т.д. Но площадь поверхности у стенок аквариума небольшая, поэтому надо предоставить им еще свободной жилплощади. Тут уже все зависит от вашей фантазии. Если вы используете донный фильтр (фальшдно), то местом заселения бактерий, является грунт и плата под ним. Для внутреннего фильтра, таким местом является губка. у которой поверхность, за счет ее пористости, очень большая. Для канистрового фильтра - наполнители - губка, керамика, кусочки трубочек от Пепси-колы (или Кока-колы, кто что больше любит) и т.д. Пористая керамика обладает очень большой площадью поверхности по отношению к объему. Также, в мелких порах, где недостаток кислорода (весь кислород потреблен бактериями, которые селятся у входа в дырки), поселяются анаэробные бактерии, которые разлагают нитраты - процесс денитрации. Это аналогично процессу денитрации, происходящему в риф-аквариуме с использованием "живых камней" (live-rock).
Важным моментом является наличие кислорода в воде. Процесс биофильтрации - окислительный процесс и требует кислорода. Для этого используют всякие ухищрения - "био-колесо" (bio-wheel), разбрызгивание воды над фильтрующей средой (trickle, wet-dry фильтры) и т.д.
При недостатке кислорода процесс био-фильтрации останавливается, может произойти гибель бактерий. начаться обратный процесс с образованием аммиака и т.д. Например, нельзя оставлять внешний фильтр без протока воды на целый день. Если вам надо отключить фильтр на время лечения рыб, то лучше всего поместить его в отдельную емкость и включить распылитель для насыщения воды кислородом. По этой же причине следует регулярно чистить фильтр, не допуская зарастания его грязью. Только те бактерии эффективны, которые находятся в контакте с водой и имеют доступ к кислороду. Нижние слои бактерий бесполезны. В этом смысле песочный (fluidized bed) фильтр, в котором происходит постоянное перемешивание песка.
К биофильтрации можно и отнести процесс поглощения аммиака и других органических соединений растениями и водорослями. Интересно, что растения предпочитают аммиака нитратам. На этом принципе построены фильтры, в которых основным элементом являются растения или водоросли - algae-scrubber.
В итоге, процесс био-фильтрации не является чем-то сложным и понимание основных его принципов дает возможность додумать самому способы увеличения его эффективности.
Всё не уместилось сейчас добью

Юрок добавил [date]1106342921[/date]:
Добавка .

Запуск нового аквариума
Здесь, в отдельном разделе, описан метод ускоренного запуска аквариума.
Типичная ситуация для начинающего аквариумиста, который увидел красивых рыбок у приятеля или случайно в магазине и решил завести себе таких же. Или ребенок попросил. Куплен аквариум, фирменная помпа, разноцветные камешки, самые красивые рыбки (не будем касаться вопроса об их совместимости). Все это посажено, вода отстояна или влит дехлоринатор, все красиво булькает, Через пару дней вдруг вода мутнеет, начинается лихорадочная смена воды, а затем начинают умирать рыбки, непонятно от чего, ведь нагреватель работает, вода чистая. кормим рыбок три раза в день, они же голодные, бедненькие, обидно на душе, ребенок плачет. В расстроенных чувствах покупаются еще рыбки и все продолжается. В итоге, ребенку покупается хомячок или тамагочи, аквариум закидывается на шкаф или в него сажается ящерица. Если у аквариумиста есть Интернет, он начинает забрасывать весь свет извечным вопросом - "а почему умерла моя красивая рыбка, не помню названия, красненькая такая с желтой полоской?". Знакомая картина.
Чтобы такого не произошло, надо постараться понять, что происходит в аквариуме, когда в него наливается свежая вода. Если вы уже дочитали до этого места, то знаете про токсичность аммика/аммония, нитратный цикл и биофильтрацию. Вы знаете, что вам надо запустить био-фильтрацию, чтобы в аквариуме могли жить рыбы. Безусловно, это только одно из условий, Можно обойтись и без био-фильтрации - например, использовать химическую фильтрацию, поглощая активированным углем органику и специальными составами, например цеолитом, аммиак. Или менять воду каждый день, Но если у вас есть специальный человек, чтобы все время менять воду, заменять уголь и т.д., то читать вам это все явно не нужно, лучше нанять знающего человека. Поэтому, остановимся на том, что био-фильтрация нужна.
В чистой воде из-под крана, которую вы налили в аквариум, есть миллионы бактерий, в том числе и те которые нужны для био-фильтрации. Также они перенесены по воздуху, вместе с рыбами, на ваших руках и т.д. К сожалению они в виде спор и для дела биофильтрации не годятся. Если вы более опытный аквариумист, то вы знаете, что полезно поставить в новый аквариум наполнитель из фильтра от другого аквариума. При этом надо стараться не занести заразу. Принесенные на наполнителе бактерии могут сократить время запуска аквариума.
Итак, что же происходит. Вы посадили несколько рыбок (неприхотливых, вроде данио или моллинезий, дискусы не годятся как стартовые), которые начали выделять аммиак. Или вы могли налить в аквариум аммиак - более сложный, но менее стрессовый способ для рыб (которых там нету в это время) - наливая так, чтобы поддерживать концентрацию на уровне 3-5 mg/l. Через несколько дней концентрация аммиака подскочила до заметного уровня. Если у вас принесены живые бактерии, то они потихоньку принялись за дело, если нет, то тогда бактерии, находящиеся в "спячке", почуяли запах еды. Но просыпаться они не торопятся - имеет смысл просыпаться, если ты точно уверен, что запах еды доносится с кухни, а не из соседского окна, причем пахнет вкусно, что означает скорую еду. Иначе, только расстройство - проснулся, а еды нет на кухне или уже все доедают. Так примерно рассуждают и бактерии. Когда они будут "уверены", что концентрация аммиака достаточна и держится какое-то время, то они "вылупятся" и примутся за дело. Вначале это будут бактерии из рода Nitrosomonas (название, в общем, знать необязательно). Они преобразуют аммиак в нитриты. Одновременно и начинают расти и другие бактерии. поедающие органику. Бесчисленные виды сменяют друг друга. Этакая эволюция в миниатюре -Jurassic park. Вследствие этого вода приобретает мутный оттенок. Не надо нервничать и бежать покупать осветлители воды - она приобретет прозрачность сама, через несколько дней. Не надо и торопиться менять воду. Конечно, если муть из-за того, что плохо промыт грунт, тогда надо что-то делать. В этот начальный период роста концентрации аммиака (может продолжаться неделю-полторы или меньше, если уже есть культура бактерий), следите за его уровнем, меняя воду лишь если уровень начинает становиться опасным для рыб. Для этого и используются выносливые рыбки. Потом, уровень аммиака начинает падать, причем очень быстро, в течении пары дней, Это означает, что бактерии развернули свою деятельность и преобразовали весь избыток в нитриты, которые тоже ядовиты для рыб. Т.е. первая фаза биофильтрации заработала. С этого момента уровень аммиака должен быть нулевой.
Если вы будете мерить нитриты, то заметите, что их уровень очень быстро растет, поскольку весь аммиак перерабатывается в нитриты. При этом потихоньку начинают просыпаться бактерии Nitrobacter, ответственные за вторую фазу биофильтрации - преобразование нитритов в нетоксичные нитраты. Через неделю-полторы уровень нитритов упадет до нуля, и уровень нитратов начет медленно расти. Это означает, что биофильтр заработал. В целом этот период может продолжаться две-три-четыре недели, в зависимости от начальных условий, температуры (бактерии предпочитают температуру около 30 градусов), кислотности (бактерии любят нейтральную воду с рН около 7)
Теперь можно начинать менять воду на регулярной основе и сажать новых рыб. Делать это надо потихоньку. Био-фильтр стабилизировался на таком уровне, что может перерабатывать определенное количество аммиака. Каждая новая рыба означает дополнительное количество аммиака и био-фильтру необходимо адаптироваться к новым условиям, на что нужно время.
Ничего сложного в запуске аквариума нет. Важно понимание происходящих в нем процессов и терпение.
Лучший вид фильтрации - подмена воды
Вероятно вы все слышали истории про аквариумистов, которые не меняют воду годами, а только подливают свежую взамен испарившейся. И все рыбы живут в таких аквариумах прекрасно, иногда только бывают проблемы с некоторыми рыбами, например с апистограммами. Ну не живут они и все. А почему - непонятно. Не судьба. А так вода прекрасная - чистая и ничем не пахнет. Такое мнение было распространено в старых книгах. Даже менялись аквариумисты старой водой из аквариумов. Многие рыбы могут прекрасно жить в подобном аквариуме. А многие рыбы не могут жить - им подавай свежую воду, панимаииишь.
Если вы закоренелый сторонник несменяемой воды, то мне вас переубедить не получится. Для других могу предложить эксперимент - начните менять в течении нескольких дней воду на свежую, по 15-20% обьема воды и сравните поведение и окраску рыб. Обильная смена воды слегка пониженной температуры стимулирует нерест у многих рыб. Почему? Как всегда поставьте себя на место рыбы - сезон засухи. вода пересыхает, от реки, где вы так резвились, остались небольшие лужицы, концентрация солей, нитратов и т.д. возросла до такой степени, что чешуя встает дыбом. температура близка к суповой. И тут идет обильный холодный дождь, идет несколько дней, неделю. Что это значит? Началься сезон дождей - все оживает, будет много еды для ваших мальков, много воды - чистой воды (детям надо гулять на свежем воздухе), много укрытий. Что полагается делать? Верно-верно, именно это.
В результате азотного цикла в воде накапливаются нитраты, которые хоть и не ядовиты в разумных концентрациях, но жизнь не украшают. В воде накапливаются фосфаты из корма, которые способствуют росту водорослей. Также полно и всякой другой дряни (сколько говорила вам жена - не кури в комнате), в том числе и неизвестных современной науке. Вкратце, все это можно выразить так:
Параметр Изменение со временем
Оптимальный интервал для большинства рыб
Кислотность, pH Уменьшается 6-8
Фосфаты Увеличивается Чем меньше, тем лучше. Для предотвращения роста водорослей < 0.5 -1.0 mg/l
Нитраты Увеличивается <100 mg/l
Органика Увеличивается
Карбонатная жесткость, КН Уменьшается 4-15dKH
Оксилительный потенциал Уменьшается 250-450 mV
Микроэлементы (например, железо, необходимое для растений) Уменьшается
Смена воды помогает поддерживать эти значения на оптимальном уровне. При условии, что ваша вода из под крана соответствует оптимальной. Если в ней полно фосфатов, надо подумать о различных способах приготовления воды. Часто приходится изменять химию воды, например, увеличивать жесткость.
Смена воды является одним из основных способов борьбы с водорослями (уменьшение концентрации фосфатов). Смена воды необходима, когда вы лечите больных рыб.
Смена воды является способом добавления микроэлементов в аквариум с растениями, если вы их не подкармливаете.
В общем, если вы убедились в пользе регулярной смены воды, то можете начинать это делать после чтения этого раздела. Лучше менять воду чаще (например,3 раза в неделю), но меньшими порциями (10-20% обьема аквариума), чем редко но помногу. При этом не так изменяются параметры воды, что может привести к стрессу у рыб.
Когда вы меняете воду, то полезно почистить дно. Этим вы облегчите работу бактериям, разлагающим органику. Лучше всего сифонить дно - пока вы просифоните и почистите стенки, вытекает четверть аквариума. Остается только налить новую.
Дебаты о том, нужно ли отстаивать или готовить другим способом воду. Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. лучше всего если вы знаете, чем обрабатывают воду в водопроводе. Обычно, если вы меняете небольшую часть, то можно лить воду прямо в аквариум, при этом следя, чтобы не было большого перепада температуры и разбрызгивая воду, для улетучивания хлора, насыщения ее кислородом и т.д. Иногда при этом в аквариум добавляются химикаты для удаления хлора и т.д.
Если вы добавляете какие-либо элементы в воду (например для увеличения жесткости), то это лучше всего делать при отстаивании воды или постепенно, по мере ее добавления. При этом не происходит скачков концентрации (как понятно - доливать микроэлементы можно в любой момент - их концентрации ничтожны).
Как выбрать фильтр
Вы наверняка слышали много рекомендации от друзей и видели в рекламных обьявлениях, что фильтр Super-puper с производительностью до 300 литров/час достаточен для аквариума до 200 литров. Иногда рекомендации похожи, иногда противоречат друг другу. Попытаемся определить потербную производительность фильтра исходя из времени, необходимого на прогонку всей (или почти всей, как показано ниже) воды в аквариуме через фильтр. Детали вывода даны ниже, здесь только окончательный результат - время необходимое для прогонки 95% воды через фильтр равно 3*Объем воды (литр)/Производительность фильтра (литр/час). Немного обескураживающий результат, однако следует помнить, что отфильтрованная вода смешивается в аквариуме с неотфильтрованной, поступая повторно на вход фильтра, и поэтому фильтр производительностью 300 л/час не прогонит всю воду из 150 литрового аквариума за полчаса. Как показано ниже, за час в умеренно заселенном аквариуме образуется не так много аммиака и поэтому вполне разумно требовать прокачивания почти всей аквариумной воды за час-два, т.е. фильтр должен иметь производительность не менее полутора-трех объемов аквариума в час. При этом надо помнить, что производители обычно дают производительность внешних фильтров для пустой канистры, поэтому надо учесть падения производительности. Со временем производительность падает очень здорово, за счет засорения фильтра и нарастанием большого количества бактерий. Это еще один довод в пользу необходимости регулярной чистки фильтров. В связи с этим можно положить, что необходим фильтр с производительностью три-четыре объема аквариума в час.
А здесь обещанная формула. Те кто не хочет, дальше может не читать и переходить к следующему разделу. Выводится она из простейшего дифференциального уравнения, которое проходят на первом курсе. Предположим, что выходящая из фильтра вода достаточно хорошо перемешивается в аквариуме (еще одно соображение о необходимости ее перемешивать). Обозначим V - обьем (volume) воды в аквариуме (он равен обьему аквариума минус обьем грунта, на практике этой разницей можно пренебречь) в литрах, F- производительность фильтра (flowrate) в литрах/час, V0 - объем уже отфильтрованной воды. Предположим, что фильтр за один проход фильтрует весь аммиак в проходящий через него воде .,(общую картину такое предположение не изменит). За время dt будет отфильтровано грязной воды dV0 =(V-V0)/V Fdt. Решая это уравнение, получим: V0=V(1-e-F/Vt). Как видно из этого уравнения, никогда не удасться отфильтровать абсолютно всю воду (V0=V при времени равном бесконечности). Можно охарактеризовать эффективность фильтрации через коэффициент чистоты k=V0>/V. Отсюда, время для фильтрации воды будет равно: t=-ln(1-k) F/V . Зададимся разумным значением k=0.95 Тогда получается, что время необходимое для фильтрации воды до заданной чистоты будет равно t=3 V/F. В данном выводе мы пренебрегли тем, что в аквариуме все время образуется новый аммиак. Для оценки допустимости такого предположения, оценим сколько образуется аммиака в аквариуме емкостью 200 литров, в котором сидит 10 небольших рыбок. Безусловно, количество образуемого аммиака зависит от размера рыб, количества корма, температуры и т.д. Но в среднем в качестве грубой оценки можно взять цифру 1 мг аммиака на грамм веса рыбы в сутки, при разумном ее кормлении. Размер рыбки возьмем 4 см в длину, 1.5 в высоту и 0.5 в ширину. Полагая рыбку эллиптическим цилиндром, определим ее обьем: V=3.14*2*0.75*0.5=2.3 см. Тогда вес рыбки (допустим она целиком состоит из воды с плотностью 1) равен 2.5 гр. Т.е. в час аммиака выделяется 2.5*10/24=1 мг и концентрация увеличивается на 1/200=0.005 мг/л. Что в пределах допустимой нормы 0.01 - 0.02 мг/л. Однако, если биофильтрация отсутствует, то через сутки концентрация превысит допустимую. Если придерживаться нормы фильтрации - 3-4 обьема аквариума в час, то 90% будет отфильтровано за час и дополнительным аммиаком можно пренебречь, однако в перенаселенном аквариуме или при медленной фильтрации, образующимся аммиком пренебречь нельзя и, как следствие, фильтр будет не в состоянии поддерживать нулевой уровень аммиака в воде. Для более точного решения задачи надо учесть и то, что скорость перерабатывания бактериями аммиака зависит от многих факторов, прежде всего от его количества, наличия кислорода и т.д.. Поэтому уравнения становится более сложным. Желающие могут найти методы решения подобных задач в любом курсе химической кинетики. Подробные методики расчета различных типов фильтров можно найти во многих публикация по промышленному разведению рыбы.