МАТЕРИАЛ НАЙДЕН МНОЙ В СЕТИ И ВЫЛОЖЕН В ТОМ ВИДЕ В КОТОРОМ НАЙДЕН,БЕЗ МОИХ ИЗМЕНЕНИЙ
Рассмотрим фильтрацию плотно заселенного рыбами аквариума в двух ситуациях. Сначала предположим, что вода в аквариуме оптимальна для рыб и полностью замещается каждый час новой водой. Открытая система. Такая среда относительно стабильна, пока поступающая вода не меняется. Наблюдается небольшое накопление аммиака (но он удаляется). Поскольку в биофильтре нет необходимости, нитриты и нитраты не производятся. Уровень pH стабилен и потребности рыб в кислороде обеспечиваются энергичной аэрацией. Такой аквариум позволяет содержать огромное количество рыб. Но это нереально для подавляющего большинства домашних аквариумов.
Теперь представим тот же аквариум в другой экстремальной ситуации: неограниченное снабжение водой отсутствует. Вода, изначально использованная для заполнения аквариума, это все, что имеется. Закрытая система. Новая вода не поступает в аквариум. Потому аквариумная вода должна быть пропущена через фильтр. Требуемая от фильтра функция – удалять взвешенные частицы, растворенные загрязняющие вещества и поддерживать низкий уровень аммиака. Если бы фильтры были 100% эффективны, они бы возвращали воду в то состояние, в котором она была при заливании в аквариум. Тогда плотность заселения рыбами была бы такой же, как и в первом примере. Системы фильтрации работают чудесно в идеальном мире. Но фильтры (и мир в целом) не идеальны: они не возвращают воду в изначальное состояние. А изменения воды ограничивают увеличение количества рыб.
Первый лимитирующий фактор – это не присутствие аммиака или нитритов и не pH, а кислород. Рыбам нужен кислород, чтобы дышать. Чем больше рыб, тем больше нужно кислорода. Но рыбы не единственные потребители кислорода в аквариуме. Бактерии также потребляют весьма значительную его часть. По мере увеличения количества рыб, увеличивается и количество аммиака, доступного для окисления, и количество отходов, подлежащих минерализации. А это способствует увеличению количества бактерий, необходимых для выполнения этих задач. А большее количество бактерий и увеличение бактериальной активности требуют еще большего количества кислорода. К счастью, кислород относительно легко обеспечить в аквариумах. Самые эффективные методы обеспечения кислородом создают существенное перемешивание у поверхности воды – т.е. именно там, где происходит газообмен.
Углекислый газ - второй лимитирующий фактор. Рыбы при дыхании выделяют углекислый газ. И поскольку определнные его концентрации токсичны для рыб (а также он понижает pH), количество углекислого газа нужно контролировать. Часто аквариумистов удивляет, что рыба может умереть от отравления углекислым газом («задохнуться») даже в воде, которая насыщена кислородом. Некоторые аквариумисты полагаются на растения в связи с потреблением углекислого газа и производством кислорода, но в плотно населенном рыбами аквариуме, это не будет работать достаточно эффективно. Ночью, когда растения не фотосинтезируют, они начинают потреблять кислород. Это создает еще большую потребность в кислороде.
Третий лимитирующий фактор – аммиак. Аммиак выделяется рыбами в количестве, пропорциональном количеству полученного ими корма. Он также выделяется бактериями в процессе преобразования органики (минерализация). Высокие уровни аммиака чрезвычайно токсичны; рыбы гибнут очень быстро. Даже постоянные низкие уровни аммиака вредны, т.к. они тормозят рост рыбы. Старая пословица гласит, что рыбы растут только в пределах размера аквариума. Это неверно; они растут только в пределах эффективности системы биофильтрации. Например, университетское исследование, проведенное на Inctalurus punctatus показало, что даже концентрация аммиака 0.5 мг/л вызывает 50%-ое уменьшение роста рыб в сравнении с рыбами в аквариумах без аммиака. Концентрация 1.0 мг/л приводит к прекращению роста.
Аммиак удаляется нитрификацией: бактериальным окислением аммиака до нитритов и затем - нитритов до нитратов. Но нитрификация также производит ионы водорода, понижая таким образом pH. По мере того, как pH падает, нитрификация замедляется, т.к. нитрифицирующие бактерии работают гораздо менее эффективно при более низких pH. Это приводит к увеличению количества аммиака. По мере снижения pH и увеличения количества аммиака рыбы подвергаются стрессу и становятся более восприимчивыми к заболеваниям.
