Без кейворду

Вступ, помилки та виправлення

Після публікації першої статті цієї серії про те, що міститься у воді з резервуарів (Шимек, 2002), я отримав корисні коментарі від Тату Вааджалахті і Ренді Холмса-Фарлі. Вони вказали на те, що мій перелік мікроелементного складу значно застарів, що було зібрано багато нових даних і що точність збору та аналізу даних була значно покращена. Мені надіслали копію більш сучасного переліку концентрацій мікроелементів у морській воді з недавнього тексту з хімічної океанографії (Pilson, 1998). У таблиці був вказаний діапазон знайдених значень, а також середнє значення.

Я перевів ці дані зі стандартних молярних концентрацій, що використовуються хіміками, в концентрації “частин на одиницю”, які зазвичай використовуються акваріумістами. Порівняння попередніх значень, використаних в першій статті, і нових значень наведено в таблиці 1. Ймовірно, перше, на що слід звернути увагу, це те, що багато з прийнятих даних про концентрації змінилися, в деяких випадках дуже суттєво. Хоча деякі елементи були знайдені в дещо вищих концентраціях, набагато більше змін призвели до значень, значно нижчих, ніж ті, що були наведені в моїй попередній таблиці. Часто ці зміни призводили до відмінностей на кілька порядків.

Ці зміни були спричинені змінами аналітичних методів та обладнання. Хоча раніше океанографи могли визначити наявність або відсутність певного матеріалу при заданому пороговому значенні, вони не могли точно визначити концентрацію, яка може мати дуже малу частку від порогового значення. Потім дані були зведені в таблицю як порогове значення, а не як фактичне значення. Новіші методики дозволили набагато точніше визначити фактичні концентрації.

По суті, використання нових даних змінило базову лінію оцінок. У багатьох випадках ці зміни знизили базові лінії, що призвело до значного збільшення частки досліджуваних елементів по відношенню до їх фактичних концентрацій у природній морській воді (ПМВ). Переглянуті результати цих змін у співвідношенні показані на рисунку 1. Спостережуваний діапазон значень в акваріумі зображено лінією, а середнє значення показано галочкою в межах цього діапазону. Для того, щоб мати можливість охопити значення в межах одного графіка, мені довелося використовувати логарифмічну шкалу для пропорцій, тому середні значення графічно зміщені від центру діапазону.

Таблиця 1.� Порівняння різниці між старими концентраціями (Weast, 1966) мікроелементів у морській воді та більш пізніми середніми концентраціями, а також діапазоном концентрацій (Pilson, 1996)� Позитивна різниця означає, що старіше значення було більшим, негативна різниця вказує на те, що новіше значення є більшим. Межі виявлення аналітичного тесту, а також межа виявлення, поділена на середню концентрацію, наведені для порівняння.� Всі значення в мг/кг води (≈ ppm).� Значення, які дорівнюють �0,000000� не вказують на нульове значення, а скоріше вказують на те, що фактичне значення менше 1 частини на трильйон (середня концентрація менше 1 0-12). ��

Старі та нові концентрації.

nsw Межі концентрації

Межі нормального діапазону

Нові (середня концентрація)

Рисунок 1. Середні бакові концентрації тих елементів, концентрації яких перевищували межі виявлення за процедурою випробувань.

При розгляді рисунків 1 і 2 важливо розуміти, що горизонтальні лінії представляють різні речі. На рисунку 1 значення представляють фактичні концентрації матеріалу в проміле, тоді як на рисунку 2 вони представляють відносні значення в порівнянні з нормою. Так, на рисунку 2 значення “1,00”, отримане в результаті випробувань, вказує на середню частку в протестованих резервуарах, яка дорівнює середній концентрації NSW. Аналогічно, значення, що перетинає лінію “0,1”, означає, що протестоване значення становило одну десяту значення середньої концентрації НХР, а значення, що перетинає лінію “100”, в сто разів перевищує значення НХР. На рисунку 1 ці значення представляють фактичні концентрації. Крім того, якщо ви оцінюєте відмінності між графіками, що ілюструють статтю минулого місяця, і цією статтею, важливо розуміти, що спостережувані зміни не відображають жодних змін у фактичних значеннях, виявлених в акваріумах, а просто є результатом змін у прийнятих значеннях концентрацій NSW.

Перш ніж намагатися оцінити, чому концентрації мікроелементів в цих акваріумах відрізняються від концентрацій в НУВ, важливо також розглянути, як ми сприймаємо їх як різні. Зразки для цих досліджень були оцінені одним аналітичним методом. Інша методологія може дати дещо інші результати. Методологія, яку використовувала лабораторія, яку я обрав, називається “Емісійна спектроскопія з індуктивно зв’язаною плазмою”. Ця методика є досить чутливою і може бути використана для оцінки великої кількості елементів. Вона широко використовується в екологічному тестуванні та оцінці, і є відносно недорогою, оскільки обробка кожного зразка коштує менше 200 доларів. Однак, як і у всіх методологіях, існують певні компроміси. В даному випадку компроміс полягав в оцінці декількох елементів, де межі виявлення тесту перевищують рівні, які зазвичай зустрічаються в НЮУ.

Хоча зразки були проаналізовані на вміст берилію, хрому, кадмію, заліза, свинцю, марганцю, ртуті, селену, срібла та ітрію, жоден з цих елементів не був виявлений у зразках; принаймні частково тому, що тести просто не були достатньо чутливими, щоб виявити їх у нормальних та близьких до нормальних концентраціях. Більшість з цих елементів є досить токсичними для морських організмів, але зазвичай знаходяться в дуже низьких концентраціях і, ймовірно, не мають ніякого значення для акваріумістів. Однак залізо та марганець є біологічно активними та важливими для багатьох організмів, і було б бажано мати певне уявлення про їх концентрацію. Тим не менш, жоден з цих елементів не був виявлений в жодному з зразків. Важливо зазначити, що відсутність виявлення не означає, що ці матеріали були відсутні, а лише те, що тест не зміг їх виявити. Ці елементи не будуть розглядатися далі.

У деяких інших випадках, як показано на прикладі йодиду та олова, де межа виявлення для тесту перевищує концентрації NSW, виявлені рівні в акваріумі були настільки значно перевищені над нормальними рівнями NSW, що тест зміг виявити їх без проблем. Наприклад, межа виявлення для олова була приблизно в 10 500 разів більшою, ніж нормальний рівень, виявлений у морській воді. Однак концентрація олова в резервуарі в середньому в 200 000 разів перевищувала рівень у морській воді, тому тест мав достатньо широкі можливості для роботи (рис. 2).

Йод являє собою особливий випадок. Хоча початкова документація з лабораторії вказувала на те, що тест проводився на йодид-іон, обговорення з директором лабораторії показало, що процедура тестує загальний йод, а не тільки йодид-іон. Незважаючи на те, що межа виявлення для тесту була вищою за рівень йодиду, встановлений НРБУ, вона була нижчою за рівень загального йоду і значно нижчою за рівень резервуарів для цього матеріалу. Це був ще один випадок, коли як верхня, так і нижня межі концентрацій в резервуарах були значно вищими як за межі виявлення, так і за концентрації NSW.

Після ознайомлення з цими даними має виникнути питання щодо їхньої значущості. По суті, що ми можемо дізнатися з таких даних? Кілька мікроелементів виявлено у підвищених концентраціях в акваріумній воді (Таблиця 2; Рисунок 2). Деякі з цих металів мають надзвичайно високі концентрації порівняно з НУВ; олово вже згадувалося як таке, що має концентрацію у понад 200 000 разів вищу за норму, але талій, титан, алюміній, цинк, кобальт, сурма та мідь мають концентрації, що перевищують норму більш ніж у 95 разів. І навпаки, серед виявлених елементів відносно мало елементів, концентрація яких значно нижча за норму. Хоча концентрації сірки, бору, стронцію, кремнію і ванадію в резервуарах були нижчими, ніж у Новому Південному Уельсі, лише ванадій був присутній у концентраціях, що становили менше 50 % від нормального рівня.

У решті цієї статті я розгляну закономірності розповсюдження виявлених хімічних речовин, а також деякі інші фактори, і спробую визначити, чи є якась легко очевидна причина для таких закономірностей. Крім того, я спробую оцінити значущість таких закономірностей та асоціацій.

Таблиця 2.� Середні значення показників дослідження природної морської води та резервуарів у порівнянні з межами виявлення. Ці дані наведені в порядку убування, причому елемент, виявлений у найвищій відносній концентрації в резервуарі, вказаний першим.� Всі значення вказані в частинах на мільйон (≈ мг/кг).� Порожні клітинки вказують на те, що дані недоступні.� Значення, які дорівнюють �0,000000�, не вказують на значення нуля, а скоріше вказують на те, що фактичне значення менше 1 частини на трильйон (середня концентрація менше 1 0-12). Мірою дисперсії в середніх даних по резервуарах є вибіркові стандартні відхилення.� Миш’як не має міри дисперсії в дослідженні, оскільки він був знайдений тільки в одному резервуарі.

Природна морська вода

Середні значення в резервуарах

Значення у відсотках до середнього значення по Новому Південному Уельсу

Рисунок 2. Середні концентрації в резервуарах досліджуваних елементів у відсотках до їх концентрацій у Новому Південному Уельсі. Зверніть увагу, що вертикальна шкала є логарифмічною з кожною основною горизонтальною лінією, що в десять разів перевищує значення тієї, що знаходиться під нею.

Матеріали і методи

Дані цього дослідження представлені у вигляді декількох незалежних одиничних вибірок. Таким чином, дані не складаються з повторних вибірок одного лікування, і вони не можуть бути легко перевірені статистично для визначення значущості варіацій. Однак, я повинен зазначити, що такі тести ніколи не передбачалися і не планувалися. Скоріше, це повинно було бути описовим дослідженням декількох акваріумів, щоб дозволити описати “середній рифовий акваріум”. В рамках описового статистичного аналізу є відносно потужний інструмент: кореляційний аналіз. Це аналітична процедура, що використовує припущення про нормальний розподіл. Я не перевіряю таку нормальність, а лише припускаю її. Всі зразки були взяті з систем, які підтримувалися з явною метою збереження тваринного світу коралових рифів, а більшість морських організмів має відносно низьку толерантність до варіацій, з цього випливає, що зразки, ймовірно, або нормально розподілені, або досить близькі до нормального розподілу, щоб відмінності від нормального розподілу були незначними.

П’ять різних категорій одночасно порівнювалися в одному кореляційному аналізі (Таблиця 3). Елементи з числовими значеннями, такі як концентрації або фізичні вимірювання, порівнювалися з використанням цих вимірювань. Інші виміри, такі як використання води RO/DI або добавок, були внесені в кореляційну таблицю зі значеннями 1 (= так) або 0 (= ні). Всього було 44 фактори, розміщені у 25 резервуарах. При аналізі кожен фактор порівнювався з кожним фактором, включаючи самого себе. Отримана матриця з 44 факторами в рядках і стовпчиках містила 1936 окремих клітинок, кожна з яких містила порівняння фактора рядка з фактором стовпчика. З них 44 були кореляціями фактора з самим собою. Ці значення зазвичай відкидаються. Решта матриці, що містить 1892 значення, складається з двох ідентичних, але взаємно доповнюючих частин; наприклад, для кожного порівняння А з В існує компліментарне порівняння В з А. Отже, для дослідження залишилося лише 946 різних кореляційних значень. Деякі з них є тривіальними порівняннями, наприклад, коли знайдено лише одну категорію або значення. Лише один з досліджених рифових резервуарів використовував відфільтровану NSW в якості води. Таким чином, кожна кореляція з NSW стосується лише одного показника на категорію, і як така має невеликий прогностичний потенціал. Аналогічно, миш’як був виявлений лише в одному резервуарі, тому всі кореляції з миш’яком стосуються лише одного резервуару. Такі однофакторні кореляції мають мало або взагалі не мають цінної інформації і не розглядалися далі.

Таблиця 3.� Елементи, використані в кореляційному аналізі; було розглянуто 44 елементи, в результаті чого було отримано сітку з 1936 значень…

Числові значення або концентрації:

Мікроелементи:

Алюміній, Сурма, Миш’як, Бор, Барій, Кальцій, Кобальт, Мідь, Йод, Літій, Магній, Молібден, Нікель, Фосфор, Калій, Натрій, Сірка, Кремній, Стронцій, Талій, Олово, Титан, Ванадій, Цинк,

Органічні матеріали або поживні речовини:

Аміак, загальний азот, нітрати+нітрити, жири,

Фактори резервуарів:

Об’єм резервуару, вік резервуару, зміна води (розмір та частота), піщаний шар (наявність та глибина в дюймах),

Наявність:

Титановий посуд (зонди і т.д.),� Скімери,� Експорт,� Тип води (RO, RO/DI, водопровідна, NSW),� Сольова суміш,

Добавки (кальцій, йод, інші)

Статистика кореляції може коливатися ві д-1,000 до +1,000. Кореляція 1,00 означає, що зв’язок завжди має місце і, отже, є повністю передбачуваним; однак, він може бути як позитивним, так і негативним предиктором. Значення кореляції 0,000 вказує на відсутність кореляції або прогностичної цінності. Не існує стандартного підходу до інтерпретації кореляційних даних, це залежить від даних, які досліджуються. Для цілей цього дослідження я визначаю кореляції від 0,500 до 0,650 як слабкі, від 0,651 до 0,850 – як помірні, а від 0,851 до 1,000 – як сильні. Такі кореляції можуть бути як позитивними, так і негативними. Кореляційна матриця була проаналізована і значення в діапазоні ві д-0,499 до 0,499 були відкинуті, а всі інші були класифіковані відповідно до вищезазначених критеріїв.

Важливо пам’ятати, що КОРЕЛЯЦІЇ НЕ МОЖНА ВИКОРИСТОВУВАТИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПРИЧИНИ. Кореляції можуть бути використані для того, щоб зробити висновок про певний причинно-наслідковий зв’язок, але такий зв’язок повинен бути підтверджений експериментально або шляхом спостереження. Занадто легко вивчити кореляційні дані і припустити, що оскільки фактор А і фактор В корелюють, вони повинні якимось чином реагувати або поводитися подібним чином через якусь загальну причину. Це, безумовно, НЕ так. Ми можемо зробити висновок про причину, але без інших доказів такий причинно-наслідковий зв’язок є суто умоглядним. Оскільки я не маю експериментальних даних для роботи, я буду багато спекулювати в дискусійній частині цього звіту.

Намагаючись оцінити потенційну утилізацію матеріалів, я порівняв середні значення, виявлені в цих резервуарах, із середніми значеннями мікроелементів у сумішах морської води, використовуючи дані дослідження штучних сумішей морської води, проведеного Аткінсоном і Бінгманом (1999 р.).

Значення кореляції, що свідчать про наявність зв’язків, наведені в таблиці 4. Загалом було виявлено відносно мало негативних кореляцій, хоча деякі з них є цікавими, наприклад, негативний зв’язок концентрації йоду з додаванням кальцію, а також негативний зв’язок концентрації кальцію з глибиною піщаного дна.

Однією з причин того, що деякі дані здаються низькими, може бути артефакт маніпулювання даними. Дані були скориговані на різницю в солоності шляхом нормалізації даних, як описано в Shimek, 2002. Якби це було так, можна було б очікувати, що багато з цих елементів з низькими показниками мали б однакову картину поширеності. Іншими словами, вони показали б кореляції, зумовлені процедурою нормалізації. Очевидно, що це не так. Сірка і Бор мають невеликий позитивний зв’язок, 0,398, але це все ще в кращому випадку слабкий зв’язок, і, ймовірно, вказує на невелику важливість. Однак, це найбільша кореляція серед елементів з низькими концентраціями. Такі слабкі асоціації можуть просто відображати їх подібні закономірності низької поширеності в деяких сольових сумішах.

Єдині сильні кореляції були позитивними, і, за винятком сильної кореляції між Йодом та Фосфором, всі вони стосуються Кобальту, Олова, Цинку, Титану та Міді. Ванадій також помірно корелює з цими металами, і очевидно, що вони утворюють групу металів, які демонструють подібні моделі розподілу та варіації (Таблиця 4). Помірні та слабкі кореляції є численними, і деякі з них є досить цікавими; негативних кореляцій небагато. Єдиний негативний помірний кореляційний зв’язок існує між алюмінієм і кальцієм, що вказує на те, що резервуари з високими концентраціями кальцію, як правило, мають низькі концентрації алюмінію. Аналогічно, алюміній і стронцій також слабо і негативно корелюють один з одним, а стронцій негативно корелює з низкою металів. Слабкі та помірні позитивні кореляції також вказують на те, що багато з перерахованих вище мікроелементів корелюють з іншими металами, такими як нікель, цинк, алюміній та деякими іншими.

Найцікавішими помірними кореляціями, на мою думку, є ті, що включають порівняння з іншими факторами резервуарів, окрім мікроелементів (Таблиця 5). Наприклад, деякі метали корелюють з наявністю розчинених жирів у воді; крім того, концентрація жирів, як правило, вища у старих резервуарах. Резервуари, які були встановлені довше, також мають високі концентрації азотистих сполук. Як ми побачимо в обговоренні, деякі порівняння можуть сказати більше про акваріумістів, ніж про акваріуми.

Таблиця 4.� Результати кореляційного аналізу всіх досліджуваних факторів.� Кореляції вважалися слабкими при коефіцієнті кореляції від 0,500 до 0,650; помірними при значеннях від 0,651 до 0,850 та сильними при коефіцієнті кореляції від 0,851 до 1,000.� Значення могли бути як додатними, так і від’ємними.� Значення кореляції розміщені в порядку спадання.

Сильна позитивна кореляція

Сильна негативна кореляція

Коефіцієнт

Коефіцієнт

Помірна позитивна кореляція

Помірна негативна кореляція

Коефіцієнт

Коефіцієнт

Кальцій з алюмінієм

Слабка позитивна кореляція

Слабка негативна кореляція

Коефіцієнт

Коефіцієнт

Алюміній зі стронцієм Додавання йоду та кальцію Кальцій з глибиною піщаного шару Глибина піщаного шару та додавання кальцію Жир з водою RO / DI

Ванадій з віком резервуара

Стронцій з сурмою Стронцій з ванадієм Додавання фосфору та кальцію Стронцій з кальцієм Калій з експортом Стронцій з кобальтом Стронцій з титаном Добавки магнію та кальцію Титанові зонди та вік резервуарів

Таблиця 5.� Кореляції факторів резервуарів (з таблиці 4).

Метаболічний фактор

Резервуарні фактори

A. З розчиненим жиром:

Водопровідна вода = 0,646

Вода RO/DI = 0,548

B. З нітратами / нітритами

C. З аміаком

D. З віком резервуара

Титанові зонди = -0.0.501

Розчинений жир = 0,772

E. Глибина піщаного шару

Додавання кальцію = – 0.550

F. З титановими заземлювачами

G. З сольовою сумішшю

H. Добавки кальцію

Глибина піщаного шару = -0.550

I. З вивезенням матеріалів

J. Зі зміною води

Частота зміни = 0.733

K. З водними факторами

Мідь з водопровідною водою = 0.517

Жир і фільтрована НСВ = 0,507

Тільки 15 мікроелементів: алюміній, барій, хром, кобальт, мідь, залізо, свинець, літій, марганець, молібден, нікель, срібло, титан, ванадій і цинк – були досліджені як у дослідженні морської води Аткінсона-Бінгмана (1999), так і в цьому дослідженні. Одним із зразків у цьому дослідженні була розчинна океанічна вода, що складається з RO/DI, і значення для мікроелементів у цьому зразку досить близькі до середніх значень для солоних вод з дослідження Аткінсона та Бінгмана (1999). Всі, крім цинку, показали нижчі значення в резервуарах, ніж у сумішах (Таблиця 6) або в миттєвій океанічній пробі.

Таблиця 6.� Порівняння середніх значень концентрації для сольових сумішей (Аткінсон та Бінгман, 1999) та акваріумів з цього дослідження, включаючи один акваріум, наповнений розчинником Instant Ocean.

Середнє значення� � 1 вибірка Стандартне відхилення

Суміш штучної морської води

У першій статті цієї серії було детально описано середній рифовий акваріум на основі вибірки з 23 акваріумів (Shimek, 2002). За середніми значеннями, про які йшлося в цій статті, ховаються тенденції до послідовної зміни різних компонентів даних. Ці тенденції стають очевидними при вивченні кореляційних даних, оскільки такі дослідження дозволяють визначити подібні закономірності змін, що відбуваються у факторах у всіх вибірках. У реальному розумінні коефіцієнт кореляції – це статистика, що описує “тенденційність”. Якщо два фактори мають сильну кореляцію, то вони послідовно змінюються в одному і тому ж напрямку. Отже, ми можемо сказати, що якщо X, Y і Z корелюють в наших акваріумах, то в акваріумах з високою концентрацією X, швидше за все, будуть також високі концентрації Y і Z. Знання того, як речі змінюються разом і які саме речі змінюються разом, є першим кроком до справжнього розуміння того, що відбувається в наших акваріумах.

Ми мали змогу здогадуватися, спекулювати та розмірковувати досхочу про те, як змінюються різні фактори, важливі для життя наших рифових тварин; наприклад, зі старінням акваріумів або коли ми переходимо від меншого акваріума до більшого, але це дослідження дозволяє нам вперше отримати фактичні кількісні дані для обговорення. Крім того, тепер ми маємо аналітичні дані, які дозволяють нам детально порівняти 23 танки.

Вивчення кореляцій дає нам можливість відчути фактори та процеси, що відбуваються в рифових резервуарах. Системи в цьому дослідженні варіювали за розміром від 36 до 380 галонів, а за віком від декількох тижнів до приблизно 10 років (Shimek, 2002). Використання кореляційних даних може дозволити нам дослідити тенденції як за розміром, так і за віком рифових систем, а також між користувачами різних типів води та солей.

Деякі з отриманих результатів є дещо несподіваними. У всьому діапазоні розмірів цих резервуарів не було виявлено значних кореляцій з розміром резервуара. Це означає, що для цілей опису рифового акваріума з урахуванням факторів, протестованих у цьому дослідженні, 35-галонний акваріум так само добре підходить, як і 300-галонний. Хоча жоден з цих акваріумів не був “нано” рифом, в межах діапазону розмірів звичайних рифових акваріумів, всі системи були порівнянними, без комбінації хімічних речовин або протестованих факторів, характерних для більших або менших акваріумів.

Деякі з мікроелементів змінювалися разом, зокрема, кобальт, олово, цинк, титан, мідь і ванадій, а також виявлено нижчі, але все ще позитивні кореляції з нікелем і алюмінієм. Всі ці метали виявлені в концентраціях, що значно перевищують концентрації в природній морській воді. Деякі з цих концентрацій майже неймовірно високі. Олово має середню концентрацію в наших системах більш ніж в 200 000 разів більшу, ніж в природній морській воді. У той же час, слід зазначити, що його середня концентрація все ще низька, проте його природна концентрація дуже низька. Дія деяких з цих металів на рифових тварин не відома, наприклад, цілком ймовірно, що титан може так чи інакше не впливати на рифових тварин. З іншого боку, деякі з цих металів мають вплив. Кобальт є необхідним ко-фактором у всіх процесах аеробного дихання, оскільки він входить до складу вітаміну В12. Мідь також є важливим і необхідним елементом для метаболізму багатьох тварин; однак для багатьох з цих та інших тварин вона є досить токсичною при дуже низьких рівнях, трохи вище необхідних концентрацій. Ванадій також дуже токсичний, і лише деякі морські тварини можуть його переносити. Серед тих, хто може метаболізувати ванадій, є морські слимаки, або тунікати, і вони використовують його як засіб проти обростання, щоб вбити або стримати ріст сусідніх організмів або організмів, які можуть обрости їх (Рис. 3).

Рисунок 3. Cnemidocarpa finmarkiensis, морський сквірт помірного поясу, кожна тварина має довжину близько 1 дюйма (2,5 см). Тварина в А здорова: зверніть увагу, що тіло блискуче і позбавлене тваринних і водоростевих утворень. Cnemidocarpa та інші тунікати виділяють ванадій та інші важкі метали через свою туніку, щоб вбити надмірно зростаючі або забруднюючі організми. Тварина в Б нездорова і з якихось причин не здатна виділяти свої хімічні речовини, що протидіють обростанню. Зверніть увагу на обростання вгорі коричневими водоростями, а внизу – білуватими гідроїдами.

Збільшення вмісту багатьох з цих металів корелює з віком резервуара. Одним з пояснень цієї закономірності може бути те, що вони можуть накопичуватися з плином часу. Ці ж метали також корелюють з наявністю жиру у воді акваріума. Можливо, що такий жир пов’язаний з типом корму, який дають акваріуму, і про це буде повідомлено наступного місяця. Якщо це так, то концентрації металів можуть бути просто пов’язані з годуванням та продуктами харчування. Також можливо, що жир у воді акваріума походить від організмів, що ростуть в системі, і оскільки старі акваріуми часто мають більше і більших тварин, вони будуть виробляти більше жирів. Однією з інтригуючих можливостей є те, що організми в системі можуть виділяти токсичні метали як частину свого набору хімічних речовин для захисту від хижаків і конкурентів. Незалежно від причини, накопичення таких хімічних речовин викликає занепокоєння.

У старих резервуарах також міститься більше аміаку, нітратів/нітритів, фосфору, йоду та міді, ніж у молодих резервуарах. Нітрати та нітрити утворюються або в результаті розкладання надлишків їжі, які можуть бути присутніми в більшій кількості в старих резервуарах, або в результаті переробки сечі тварин, яка в основному складається з аміаку. Перероблена сеча хребетних, молюсків та членистоногих також містить аміак, фосфор та амінокислоти, тому цілком ймовірно, що високий рівень цих сполук просто відображає більшу кількість живої тканини в старих акваріумах. Більш високі рівні йоду в старих резервуарах, швидше за все, відображають його накопичення або в результаті годування, або в результаті добавок. Концентрація йоду в акваріумах в середньому приблизно в 10 разів перевищує рівень NSW. Цей біологічно активний елемент найчастіше зустрічається в метаболітах водоростей в морських екосистемах, і його висока концентрація в резервуарах може просто вказувати або на ріст водоростей, або на додавання кормів і добавок для водоростей. Йод також є токсичною речовиною у високих концентраціях, і такі рівні можуть викликати певне занепокоєння. Цікаво, що концентрації йоду в резервуарах демонструють невелику негативну кореляцію (-0,179) з використанням добавок йоду. Величина цього коефіцієнту означає, що не існує кореляції між використанням добавок йоду та кінцевою концентрацією цього матеріалу в резервуарі. Ймовірно, набагато більше йоду додається в продукти харчування, але ці дані будуть досліджені наступного місяця. Різні форми йоду відрізняються за біологічною активністю та токсичністю. Наразі, маючи ці дані, ми не маємо можливості оцінити їх різний внесок, як позитивний, так і негативний для системи.

Крім того, враховуючи логістику ситуації, неможливо було забезпечити спосіб надійної фільтрації зразків води під час відбору. З точки зору таких організмів, як корали, тверді частинки є такою ж частиною водного середовища, як і розчинені речовини. Ці дрібні частинки не були відфільтровані перед аналізом, і в усіх зразках, ймовірно, міститься різна кількість твердих органічних частинок. Такий матеріал може бути відповідальним за деякі кореляційні дані між аміаком, фосфором, амінокислотами та жирами. Також кореляція жирів з віком резервуару та деякими іншими факторами, що опосередковано пов’язані з віком резервуару, може просто відображати здатність старих, більш “зрілих” резервуарів генерувати більше живих твердих частинок, таких як зоопланктон, фітопланктон або бактеріопланктон. Я вважаю, що кількість такого планктону є відносно низькою в більшості наших систем, але я, звичайно, можу помилятися. Фільтрація твердих частинок перед тестуванням, на мою думку, призвела б до видалення даних, що відображають загальну чисельність декількох елементів, а це було б небажано.

Деякі з кореляцій можуть розповісти нам більше про акваріумістів, ніж про акваріуми, як такі. Наприклад, титанові заземлювачі негативно корелюють зі старими акваріумами; це означає, що вони, швидше за все, будуть знайдені в нових акваріумах. Зонди корелюють з акваріумами, в які регулярно додають добавки. Отже, цілком ймовірно, що це означає, що новіші акваріуми обслуговуються акваріумістами, які вважають, що заземлюючі зонди та добавки є важливими. Крім того, рівні міді корелюють з використанням водопровідної води як джерела для змішування солоної води, що використовується в акваріумах. Ця мідь, ймовірно, пов’язана з міддю в сантехніці, яка буде видалена у воді RO/DI. Сантехніка в наших будинках, ймовірно, також сприяє підвищенню концентрації деяких інших металів; оскільки інші метали можуть вимиватися з припоїв або світильників. Підвищений рівень цинку може свідчити про наявність латунних фітингів у водопроводі, можливо, на деякій відстані вище за течією від крана. Як правило, для акваріумістів, які не використовують воду зворотного осмосу/дистиляції, може бути гарною ідеєю розглянути деякі допоміжні засоби для видалення міді, цинку або інших металів.

Були отримані деякі дивні результати. Глибина піщаного шару слабо, але негативно корелювала як з концентрацією кальцію, так і з кальцієвими добавками, і позитивно корелювала з концентрацією магнію, що, можливо, вказує на певну “недбалість” в зусиллях по підтримці кальцію акваріумістів, які мають глибокі піщані шари.

Крім того, як ряд середніх значень, концентрації багатьох мікроелементів є нижчими, ніж у свіжоствореній штучній морській воді. Чи вказує це на використання організмами, чи на абіотичні хімічні реакції – незрозуміло. Незважаючи на те, що ці рівні нижчі, ніж у “свіжій” штучній морській воді, вони все ще набагато вищі, ніж у природній морській воді, і все ще можуть вказувати на причину для занепокоєння.

Ці закономірності є цікавими і, можливо, залежать від декількох факторів. Ймовірно, не існує єдиної причини для деяких ефектів, і так само ймовірно, що для деяких з них взагалі не існує визначеної причини. У цих останніх випадках закономірності будуть результатом випадкових факторів або випадковості. Високі концентрації металів можуть бути наслідком їх накопичення в резервуарах з продуктів харчування, або з сольових розчинів, або від непродуманого використання погано розроблених добавок. Інші високі концентрації, такі як жири та інші метаболіти, можуть бути обумовлені безпосередньо метаболізмом в акваріумі або бути викликані харчовими добавками. Очевидно, що примхи та уподобання акваріуміста можуть бути основним визначальним фактором багатьох факторів, таких як концентрація йоду та кальцію. На жаль, без експериментів ми не можемо визначити причинно-наслідковий зв’язок, а такі експерименти були б дорогими та трудомісткими.

На даний момент нам залишаються деякі кореляції для роздумів. Наступного місяця я розповім про склад різних продуктів харчування, що додаються в баки в цьому дослідженні. Знаючи, що потрапляє в ці системи, і що там знаходиться, я спробую оцінити деякі потоки матеріалів, які повинні відбуватися в системах, і деякі наслідки цього потоку і годівлі.

Подяки:

Ця стаття значно виграла від рецензій Скіпа Аттікса, Еріка Борнемана і Ренді Холмса-Фарлі, і я дякую їм усім за їхні зусилля. Крім того, я хотів би ще раз подякувати учасникам і донорам, які зробили дослідження води в резервуарах можливим: Марку Бенішу, Еріку Борнеману, Кліффу Картеру, Девіду Челентано, Аллену Шантелуа, Стівену Коллінзу, Грегорі Доусону, Джону Делері, Едріану Гаррісу, Деборі Ланг, Метью Менджерінку, Стівену Міллеру, Стівену Ніколсу, Джону Лінку, Ярославу Пілларді, Роберту Шнеллу, Сандрі Шупу, Вільяму Вайлі та анонімним учасникам дослідження, які надали зразки води. Я також дякую Danmhippo@reefs.org, Метью Хеннеку, Метью Девісу і Він Фіньяватані за грошові пожертви на підтримку цього проекту. Без вашої допомоги цей проект не був би можливим.

Аткінсон, М. і К. Бінгман. 1999. Склад декількох синтетичних сумішей морської води. Березень 1999 р. Aquarium Frontiers On-line.

Пілсон, М. Е. К. 1998. Вступ до хімії моря. Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, NJ. 431 с.

Шимек, Р. Л. 2002. Це (у) воді. Reefkeeping.Com. Volume 1. Number 1. Лютий, 2002.

Weast, R. C. 1966. Ed. Довідник з хімії та фізики. 46-е видання. Компанія “Кемікал Резібр”. Клівленд, штат Огайо. Сторінка F-110.

Source: reefkeeping.com