Искусственная экосистема-аквариум
Аквариум – это живой организм, живущий по законам природы и по своим собственным законам. В каждом аквариуме биосистема абсолютно индивидуальна и зависит это от огромного количества факторов, таких как: химический состав воды, населенность аквариума, количество и качество корма, который используется, химический состав грунта и декоративных элементов, наличие или отсутствие аквариумных растений.
Чтобы влиять на процессы жизнедеятельности аквариума (зачастую замкнутая экосистема не в состоянии справиться с проблемами, возникающими внутри нее), необходимо понимать, какие биохимические процессы происходят в аквариуме.
В процессе разложения белков и органических соединений образуется аммиак. Аммиак очень токсичен и даже маленькая его концентрация в аквариуме наносит серьезный, а иногда и непоправимый вред обитателям аквариума. Токсичность аммиака в воде зависит от многих показателей, в частности от кислотности воды, от температуры и др.
При растворении в воде аммиак быстро присоединяет ион водорода с образованием иона аммония и гидроксильной группы. Но, чем более щелочная среда (увеличение показателей pH) и чем выше температура, тем больше свободного аммиака образуется вследствие диссоциации аммония на аммиак и воду. Свободный аммиак более токсичен, чем ионы аммония, поэтому при высокой щелочности воды, аммиак представляет довольно серьезную угрозу для жизни и здоровья рыбы.
Аммиак оказывает негативное действие на ряд физиологических процессов. Он нарушает процесс осморегуляции, повышая общую проницаемость клеточных мембран. У пресноводных рыб это ведет к усиленному выделению мочи, а морские рыбы начинают пить больше воды. Нарушается процесс дыхания, так как аммиак повреждает клетки жаберного эпителия. Это стимулирует развитие дополнительного слоя клеток на поверхности жаберных лепестков, что препятствует свободному току воды и снижает поступление кислорода. Кроме того, аммиак подавляет способность гемоглобина переносить кислород. В летальных концентрациях поражается слизистая оболочка покровов, внутренние органы, жабры, центральная нервная система.
Здоровая экосистема аквариума не позволяет аммиаку достигать большой концентрации. В аквариуме происходит биологическая фильтрация.
В основе принципов биофильтрации лежит цикл азота, состоящий из ряда последовательных биохимических реакций, которые обеспечивают поддержание необходимого качества воды. Важнейшим в этом цикле является превращение токсичного аммония в ионы нитрита, а затем нитрата.
Эти процессы осуществляются нитрифицирующими бактериями, которые живут при высоком содержании кислорода. В присутствии кислорода аммиак превращается в нитрит-ион бактериями рода Nitrosomonas Nitrosomonas.
Это один из этапов процесса нитрификации. Нитрит менее токсичен, чем аммиак, но у разного вида рыб порог устойчивости к нему разный. Токсичность нитрита связана с тем, что он разрушает эритроциты и влияет на способность гемоглобина переносить кислород. Внешне это проявляется в том, что кровь и жабры приобретают коричневый цвет. Симптомы нитритного отравления - вялость и аноксия (кислородное голодание) и др.
Токсичность нитрита снижается при повышении концентрации соли в воде.
Одна чайная ложка на пятьдесят литров значительно снизит стресс от высокого уровня нитрита и такую концентрацию соли выдержит большинство пресноводных рыб.
Процесс нитрификации завершается бактериями рода Nitrobacter, которые окисляют нитрит до еще менее токсичного иона нитрата. Нитрат более токсичен в морской воде. В пресноводных аквариумах особенно необходим контроль уровня нитрата при содержании дискусов и африканских цихлид.
В закрытой экосистеме аквариума азотосодержащие продукты распада в форме аммиака могут накапливаться и в результате достичь токсичного уровня, если это не предотвратить. Превращение аммония в менее токсичные вещества является основной задачей биологической фильтрации. Биологическая фильтрация обеспечивает наилучшие условия для осуществления процесса нитрификации. Все биологические фильтры содержат субстракт с максимально возможной площадью поверхности, заселяющий нитрифицирующими бактериями. Этим бактериям необходим постоянный приток питательных веществ в форме азотосодержащих соединений и хорошее снабжение кислородом, участвующим в процессах окисления. Оба эти условия обеспечиваются постоянной циркуляцией аэрированной воды, содержащей соединения азота через фильтрующую среду.
Если экосистема аквариума не справляется с задачей по очистке «невидимой грязи», то этому есть причины и их может быть несколько.
Одно из самых вероятных объяснений – фильтр не полностью созрел.
Это явление известно как синдром нового аквариума. При температуре воды двадцать пять градусов фильтру требуется от двух до шести недель, чтобы в нем поселилось необходимое количество нитрифицирующих бактерий. Процесс созревания можно ускорить, заселив новый фильтр сухой или жидкой культурой бактерий или добавить некоторое количество фильтрующей среды из жилого аквариума при условии, что в этом аквариуме не было болезней в недалеком прошлом.
В действительности, чтобы выйти на стабильный режим работы, фильтру может потребоваться до шести месяцев. Поэтому, чтобы не рисковать, целесообразно не заселять аквариум рассчитанным количеством рыб ранее шести месяцев. Помните, что численность бактерий в созревшем фильтре прямо пропорциональна количеству азотистой «пищи», которую им доставляют рыбы. Поэтому старайтесь подсаживать рыб в аквариум постепенно, чтобы дать бактериям возможность приспособиться к возрастающему количеству продуктов жизнедеятельности рыб. Если все же перенаселение произошло, и уровень аммиака поднялся, незамедлительно замените часть воды, до 50%.
Высокие уровни аммония и нитрита могут свидетельствовать о том, что фильтр работает с перегрузкой из-за большого рыбьего населения, либо вследствие малого объема фильтра. В обоих случаях в фильтре не хватает бактерий, чтобы справляться с предлагаемой нагрузкой. Тот же эффект может иметь регулярное перекармливание рыб, поскольку лишняя пища разлагается гнилостными бактериями до аммиака. Эту проблему легко преодолеть установкой более мощного фильтра, регулированием численности населения и аккуратным кормлением.
Другая возможная причина высокого содержания аммония и нитрита – излишне усердная промывка фильтрующего материала, из-за чего с него смыты бактерии, которые должны работать. Чтобы этого не случилось, фильтрующую среду нужно промывать осторожно аквариумной водой.
Для активного удаления излишков аммония используйте химическую фильтрующую среду, например цеолит (природное вещество), или синтетический адсорбент.
Экосистема каждого аквариума уникальна и зависит от огромного количества факторов. При соблюдении простейших правил, вы не перегрузите эту биологическую среду и не нарушите ритм ее жизни.