Niewdzięczne minimum chemiczne, czyli wstęp do filtracji - Marcin SzmelWiedza o konieczności wyposażenia akwarium w urządzenie filtrujące jest powszechna. Wiedza o samej filtracji i jej zasadach już niekoniecznie, a dla początkującego akwarysty faktycznie jest to jeden z kluczowych elementów sukcesu. Temat ten jest także dość rozległy, zatem zajmie na naszych łamach nieco więcej miejsca niż dotychczas omawiane zagadnienia. Co zatem powinieneś wiedzieć o filtracji, Młody Akwarysto?
Filtracja, czyli oczyszczanie wody, odbywa się z grubsza na dwóch poziomach – mechanicznym i biologicznym (w zasadzie biochemicznym). Oczyszczanie mechaniczne polega na wychwytywaniu z wody cząstek zanieczyszczeń. Cząstek – upraszczając – w rozumieniu osadu, zawiesiny, widocznych stałych zanieczyszczeń. Woda wolna od wszelkich osadów nie jest jeszcze jednak wodą czystą. Akwarium jest przecież światem w skali mikro i następstwa rozgrywających się w nim procesów cechują się znacznie większą dynamiką niż w naturze. Pamiętajmy, że wiele procesów w akwarium odbywa się „w jednym kierunku” – opiekun wprowadza do zbiornika kolejne ryby, rośliny i inne organizmy żywe, podaje pokarm, dozuje preparaty chemiczne, „steruje” wartością kluczowych parametrów wody. Owszem, stwarza warunki do funkcjonowania tego systemu, ale podróż materii „w drugą stronę”, czyli z akwarium, jest bardzo ograniczona.
Podstawowym wrogiem akwarium i akwarysty są związki azotu. Oczywiście nie są to jedyne zagrożenia podlegające eliminowaniu w procesie filtracji (i serwisu, bo sama filtracja to nie wszystko!), ale to nimi zajmiemy się w pierwszym rzędzie.
Zanieczyszczenia te pojawiają się w następstwie procesów przemiany materii, wydalane przez ryby. Mogą także pojawić się w wyniku rozkładu nadmiaru pokarmu, obumarłych szczątków roślin i zwierząt, w ekstremalnych sytuacjach jako zanieczyszczenie z zewnątrz (stąd konieczność zabezpieczenia akwarium i dostępu do niego np. dla dzieci). Pojęcie „związki azotu”, którego użyliśmy, mówi nam o podstawowym pierwiastku chemicznym, z jakim mamy do czynienia, ale wymaga doprecyzowania – jest w końcu stwierdzeniem bardzo szerokim. Jony amonowe (NH4+) pojawiają się w akwarium w wyniku działania czynników wymienionych już wcześniej i nieuniknionych. W źródłach spotkamy się też z inną nazwą NH4+: amoniak jonowy. W wyniku działania bakterii obecnych w każdym zbiorniku (w wodzie, a przede wszystkim w podłożu – naszym „naturalnym” złożu aktywnym biologicznie, oraz rzecz jasna w filtrze), jony te „przerabiane są” na azotyny (NO2-), które dla organizmów żywych są związkiem toksycznym. Wspomniane bakterie różnych szczepów najczęściej spotkamy w źródłach i opisach pod wspólnym hasłem „bakterie nitryfikacyjne”. Zatrucie azotynami to w zasadzie zmiany „chemii organizmu” wywołane ich obecnością (zaburzenie transportu i wymiany gazów w wyniku „ataku” azotynów na hemoglobinę w krwi ryb – methemoglobinemia). Na szczęście bardzo szybko w toku dalszej aktywności mikroorganizmów azotyny przyjmują postać azotanów (NO3-). Azotany są zdecydowanie mniej szkodliwe, a przede wszystkim w prawidłowo prowadzonym zbiorniku nie osiągają niebezpiecznego poziomu koncentracji. Część jonów NH4+ może przybrać postać NH3, czyli amoniaku gazowego, niebezpiecznego związku powodującego branchionekrozę (martwica tkanek w skrzelach). Warto pamiętać, że przejście NH4+ w NH3 zachodzi tym łatwiej, im wyższa jest wartość pH (za granicę ryzyka przyjmuje się tu wartość pH zbliżoną do 7,0, a w wodzie o pH powyżej 8,0 amoniak jest już zdecydowanie niebezpieczny). Oznacza to zagrożenie zwłaszcza dla „twardych” akwariów – dla hodowców pielęgnic z Malawi, Tanganiki, jezior Ameryki Łacińskiej czy niektórych gatunków australijskich. Ale także dla tych akwarystów, którzy mają do dyspozycji naszą typową, rodzimą „kranówkę” w zwykłym akwarium towarzyskim. Zwłaszcza w akwarium nowym i przegęszczonym, gdzie skokowo wzrasta ilość produktów przemiany materii, a nie dojrzała jeszcze (nie rozwinęła się) flora bakteryjna, lub w „starych” akwariach z dużą ilością zanieczyszczeń, osadów i resztek organicznych napełnionych świeżą wodą.
Kolejnym zagrożeniem są związki siarki. Siarkowodór (H2S) powstaje w wyniku rozkładu białek i jest gazem. Powstaje w warunkach beztlenowych. Jak warunki beztlenowe mają się do akwarium? Teoretycznie wcale, w praktyce może mieć to miejsce przy grubej warstwie słabo przepuszczalnego podłoża (zbyt drobny żwirek lub piach lub też podłoże przykryte np. warstwą nieusuwanych osadów albo z dużymi kamieniami). Najlepszym środkiem zapobiegawczym będzie tu więc zastosowanie przepuszczającego wodę i gazy podłoża, „wzruszanie go” patyczkiem przy okazji prac porządkowych i regularne odmulanie. O tym, że w strefie dna akwarium źle się dzieje, informuje nas najczęściej jego wygląd przy szybie akwarium (ciemne plamy i „bąble”). Warunki beztlenowe pojawią się także wewnątrz samego filtra, o ile na dłuższy czas ustanie obieg wody (awaria, celowe lub przypadkowe odłączenie). Niedopuszczalne jest zatem ponowne uruchamianie filtra na dłuższy czas odłączonego od zasilania i przepływu wody bez jego czyszczenia i wymiany materiałów filtracyjnych (lub użytkowanie filtra na zbyt słabym przepływie), o totalnym zaniedbaniu i okazjonalnym „przekopywaniu” dna nie wspomnę. Zatrucie H2S także uderza w funkcjonowanie chemii organizmu ryby – przede wszystkim w gospodarkę enzymatyczną. Siarkowodór w warunkach tlenowych przechodzi w siarkę i wodę. a nie w siarczany???
Jak można zauważyć, wszystkie te przemiany:
Filtracja, czyli oczyszczanie wody, odbywa się z grubsza na dwóch poziomach – mechanicznym i biologicznym (w zasadzie biochemicznym). Oczyszczanie mechaniczne polega na wychwytywaniu z wody cząstek zanieczyszczeń. Cząstek – upraszczając – w rozumieniu osadu, zawiesiny, widocznych stałych zanieczyszczeń. Woda wolna od wszelkich osadów nie jest jeszcze jednak wodą czystą. Akwarium jest przecież światem w skali mikro i następstwa rozgrywających się w nim procesów cechują się znacznie większą dynamiką niż w naturze. Pamiętajmy, że wiele procesów w akwarium odbywa się „w jednym kierunku” – opiekun wprowadza do zbiornika kolejne ryby, rośliny i inne organizmy żywe, podaje pokarm, dozuje preparaty chemiczne, „steruje” wartością kluczowych parametrów wody. Owszem, stwarza warunki do funkcjonowania tego systemu, ale podróż materii „w drugą stronę”, czyli z akwarium, jest bardzo ograniczona.
Podstawowym wrogiem akwarium i akwarysty są związki azotu. Oczywiście nie są to jedyne zagrożenia podlegające eliminowaniu w procesie filtracji (i serwisu, bo sama filtracja to nie wszystko!), ale to nimi zajmiemy się w pierwszym rzędzie.
Zanieczyszczenia te pojawiają się w następstwie procesów przemiany materii, wydalane przez ryby. Mogą także pojawić się w wyniku rozkładu nadmiaru pokarmu, obumarłych szczątków roślin i zwierząt, w ekstremalnych sytuacjach jako zanieczyszczenie z zewnątrz (stąd konieczność zabezpieczenia akwarium i dostępu do niego np. dla dzieci). Pojęcie „związki azotu”, którego użyliśmy, mówi nam o podstawowym pierwiastku chemicznym, z jakim mamy do czynienia, ale wymaga doprecyzowania – jest w końcu stwierdzeniem bardzo szerokim. Jony amonowe (NH4+) pojawiają się w akwarium w wyniku działania czynników wymienionych już wcześniej i nieuniknionych. W źródłach spotkamy się też z inną nazwą NH4+: amoniak jonowy. W wyniku działania bakterii obecnych w każdym zbiorniku (w wodzie, a przede wszystkim w podłożu – naszym „naturalnym” złożu aktywnym biologicznie, oraz rzecz jasna w filtrze), jony te „przerabiane są” na azotyny (NO2-), które dla organizmów żywych są związkiem toksycznym. Wspomniane bakterie różnych szczepów najczęściej spotkamy w źródłach i opisach pod wspólnym hasłem „bakterie nitryfikacyjne”. Zatrucie azotynami to w zasadzie zmiany „chemii organizmu” wywołane ich obecnością (zaburzenie transportu i wymiany gazów w wyniku „ataku” azotynów na hemoglobinę w krwi ryb – methemoglobinemia). Na szczęście bardzo szybko w toku dalszej aktywności mikroorganizmów azotyny przyjmują postać azotanów (NO3-). Azotany są zdecydowanie mniej szkodliwe, a przede wszystkim w prawidłowo prowadzonym zbiorniku nie osiągają niebezpiecznego poziomu koncentracji. Część jonów NH4+ może przybrać postać NH3, czyli amoniaku gazowego, niebezpiecznego związku powodującego branchionekrozę (martwica tkanek w skrzelach). Warto pamiętać, że przejście NH4+ w NH3 zachodzi tym łatwiej, im wyższa jest wartość pH (za granicę ryzyka przyjmuje się tu wartość pH zbliżoną do 7,0, a w wodzie o pH powyżej 8,0 amoniak jest już zdecydowanie niebezpieczny). Oznacza to zagrożenie zwłaszcza dla „twardych” akwariów – dla hodowców pielęgnic z Malawi, Tanganiki, jezior Ameryki Łacińskiej czy niektórych gatunków australijskich. Ale także dla tych akwarystów, którzy mają do dyspozycji naszą typową, rodzimą „kranówkę” w zwykłym akwarium towarzyskim. Zwłaszcza w akwarium nowym i przegęszczonym, gdzie skokowo wzrasta ilość produktów przemiany materii, a nie dojrzała jeszcze (nie rozwinęła się) flora bakteryjna, lub w „starych” akwariach z dużą ilością zanieczyszczeń, osadów i resztek organicznych napełnionych świeżą wodą.
Kolejnym zagrożeniem są związki siarki. Siarkowodór (H2S) powstaje w wyniku rozkładu białek i jest gazem. Powstaje w warunkach beztlenowych. Jak warunki beztlenowe mają się do akwarium? Teoretycznie wcale, w praktyce może mieć to miejsce przy grubej warstwie słabo przepuszczalnego podłoża (zbyt drobny żwirek lub piach lub też podłoże przykryte np. warstwą nieusuwanych osadów albo z dużymi kamieniami). Najlepszym środkiem zapobiegawczym będzie tu więc zastosowanie przepuszczającego wodę i gazy podłoża, „wzruszanie go” patyczkiem przy okazji prac porządkowych i regularne odmulanie. O tym, że w strefie dna akwarium źle się dzieje, informuje nas najczęściej jego wygląd przy szybie akwarium (ciemne plamy i „bąble”). Warunki beztlenowe pojawią się także wewnątrz samego filtra, o ile na dłuższy czas ustanie obieg wody (awaria, celowe lub przypadkowe odłączenie). Niedopuszczalne jest zatem ponowne uruchamianie filtra na dłuższy czas odłączonego od zasilania i przepływu wody bez jego czyszczenia i wymiany materiałów filtracyjnych (lub użytkowanie filtra na zbyt słabym przepływie), o totalnym zaniedbaniu i okazjonalnym „przekopywaniu” dna nie wspomnę. Zatrucie H2S także uderza w funkcjonowanie chemii organizmu ryby – przede wszystkim w gospodarkę enzymatyczną. Siarkowodór w warunkach tlenowych przechodzi w siarkę i wodę. a nie w siarczany???Jak można zauważyć, wszystkie te przemiany:
NH4+-> NO2--> NO3-
H2S -> 2S + H2O
oznaczają wykorzystanie tlenu. Jest to specyficzny efekt „uboczny” procesów neutralizacji zanieczyszczeń organicznych, a pamiętajmy, że tlen jest zużywany także w procesie wymiany gazowej przez ryby. W wodzie pojawia się z kolei dwutlenek węgla (CO2), który przyjmuje w połączeniu z wodą postać kwasu węglowego (H2CO3), wywierając wpływ na poziom pH, którego wahania nie są przecież pożądane. Co tlen i dwutlenek węgla mają wspólnego z filtracją? Efektywne urządzenie filtrujące o odpowiedniej wydajności powoduje także „mieszanie wody”, wymusza jej obieg w akwarium. Dzięki temu podłoże jest „przewietrzane” i unikamy pojawienia się procesów beztlenowych. Przede wszystkim zaś mamy do czynienia z wymuszonym ruchem lustra wody, gdzie dokonuje się wymiana gazowa. H2S -> 2S + H2O
Poruszyliśmy w tym krótkim przeglądzie najważniejsze zagadnienia. W praktyce Młody Akwarysta może mieć także do czynienia z nadmierną koncentracją związków fosforu (na przykład w następstwie stosowania kwasu zawartego w preparatach obniżających pH lub niektórych pokarmów) czy potasu. Ich obecność zazwyczaj objawia się bujnym wzrostem glonów i zmianami pH właśnie. Glony w tym momencie są naszym sprzymierzeńcem, warto jednak wspomnieć, że przede wszystkim rośliny wyższe „konsumują” zarówno związki oparte na tych pierwiastkach, jak i związki węgla, siarki i azotu. Ich nadmierny i bujny wzrost może być zatem sygnałem o tym, że akwarium jest dalekie od stanu równowagi. A zarazem niższe ich partie, zacienione, słabiej rosnące lub nieakceptujące zmieniających się parametrów i warunków, obumierając, napędzają cały cykl.
W kolejnych częściach poradnika zajmiemy się przeglądem urządzeń i materiałów filtracyjnych. A ponieważ wraz z wodą wodociągową do akwarium może trafić nikiel, ołów, żelazo, a w wyniku stosowania leków najczęściej miedź, zagadnienia te poszerzymy również o wiadomości z zakresu „chemii użytkowej”.