Без кейворда

Рифоводство 101 – Естественная фильтрация – Часть 3 Заключительная глава

В прошлом месяце я говорил в основном о глубоких песчаных слоях (DSB). Во время этого обсуждения я отметил, что хороший DSB:

Имеет глубину почти 4 дюйма Содержит сахарный песок (размером .05-2 мм) Содержит многочисленные, крошечные организмы, перемещающие песок, которые циркулируют по песчаному дну Не должен чрезмерно беспокоить аквариумиста или слишком активных, крупных животных, копающих песок. Если используется основной песок, то его необходимо засеять настоящим живым песком Время от времени необходимо добавлять новый живой песок (LS) для поддержания разнообразия Арагонитовый песок является лучшим, так как он легкий, обеспечивает буферность, а гладкая текстура позволяет ему “течь”, когда песок осторожно перемешивается пескоразбрасывателями. Если вы не можете найти арагонит, можно использовать кварцевый или другой некарбонатный песок.

Прежде всего, есть еще пара моментов, на которых я хотел бы остановиться подробнее. После добавления песчаного слоя в аквариум на нем должны появиться следы. Эти следы – следы передвижения песчаных перевертышей в песке. Увидеть эти следы под песчаным слоем на фоне стекла – очень хороший знак, так как это свидетельствует о том, что обитатели прокладывают туннели в слое. После наступления темноты, используя фонарик с красной линзой, можно часто наблюдать за ночными обитателями песчаного дна. В течение нескольких часов после выключения света происходит взрыв активной жизни. Копеподы и другие ночные обитатели песка выходят поиграть, потому что днем, когда свет включен, они стали бы легкой добычей для многих морских рыб. Под покровом темноты они рыщут по песку аквариума, избегая хищников. Через пару месяцев обычно наблюдается некоторое потемнение арагонитового слоя. Это обычно указывает на формирование зон, где более темный песок обозначает аноксические слои, а водоросли растут у стекла. Обычно это происходит только у стекла, так как в ложе недостаточно света, чтобы там могли расти только самые низкорослые водоросли. На некоторых клумбах с норовистыми улитками водоросли никогда не приживаются, так как их съедают улитки.

Небольшое предостережение: как только камень затвердел и аквариум установлен, первое, что добавляют люди, это так называемая “команда чистильщиков”. Обычно она состоит в основном из улиток и крабов-отшельников. Большинство улиток прекрасно себя чувствуют, поскольку они, как правило, травоядные. Отшельники скорее плотоядны, чем травоядны, но если есть свежее мясо, то за этим “мясом” обычно и отправляются все те ценные песчаные перевертыши, которые так необходимы клумбе. Почти каждый аквариумист узнает, что отшельники едят улиток, иногда для того, чтобы получить их раковины, но чаще просто чтобы поесть. Они могут довольно быстро расправиться с населением песчаного дна. Если вам необходимо завести несколько улиток, ограничьтесь парой. Некоторые конхи также пируют на обитателях дна, а крупные морские огурцы обязательно очистят дно. Люди говорят, что “куки” (морские огурцы) очищают и обновляют песок. Это может быть правдой, когда речь идет о бактериях, но другие мелкие существа (например, стручки) не могут размножаться достаточно быстро и со временем могут перестать существовать.

Заполнение пустоты

Так случилось, что незадолго до того, как глубокие песчаные дноукладчики получили широкое распространение, был разработан другой метод, основанный на субстрате. Жан Жобер, работавший в аквариуме Монако, разработал метод, очень похожий по своей природе на современную глубокую песчаную кровать. Впервые он попал в Америку благодаря Тому Фрейксу и был запатентован Жобером в 1991 году. В США он стал известен как метод естественного снижения содержания нитратов (NNR). Его уникальной особенностью была пустота под дном, создаваемая с помощью пленума. Пленум – это просто пористый ящик, помещенный на дно ложа. Затем он покрывается гравием. Сам пленум может быть от полудюймового до двухдюймового. Затем он покрывается дополнительным гравием толщиной не менее 4 дюймов. Jaubert утверждал, что его система позволяет создавать зоны, как в глубоком песчаном дне, но пленум ограничивает общую площадь, поскольку позволяет частично насыщенной кислородом воде существовать в пустоте пленума. Эта система очень хорошо работала в Монако, но не очень хорошо, когда попала в руки домашнего аквариумиста. Это не совсем вина Jaubert, так как многие не следовали его проекту. Вместо гравия использовался живой песок. Это настолько ограничивало поток, что пустота в пленуме вскоре стала полностью анаэробной. Людям не очень нравилось, что четверть их аквариума отведена под субстрат, поэтому они сократили количество гравия, покрывающего пленум. Это позволило слишком большому количеству насыщенной кислородом воды попасть в пустоту, и денитрификация так и не установилась. Для циркуляции воды в пустоте использовались насосы, но результат был тот же. Сегодня редко можно встретить систему пленума, так как было обнаружено, что глубокий песчаный слой справляется с денитрификацией не хуже.

Постель в ведре

Этот метод принадлежит Энтони Калфо. Хотя он сам называет его “песчаная подушка в ведре”, правильнее называть его удаленной глубокой песчаной подушкой (RDSB). Это просто глубокий песчаный слой, который вместо того, чтобы находиться в аквариуме, располагается в другой емкости, будь то большое ведро, поддон или рефугиум. Энтони утверждает, что это позволяет держать ложе в темноте, тем самым устраняя вспышки водорослей, которые иногда происходят в ярко освещенном аквариуме. Он также использует более высокие потоки, чем в большинстве аквариумов. И последнее, очень важное замечание: если что-то пойдет не так, его гораздо проще снять с линии, чем очистить глубокий песчаный слой в аквариуме.

У меня есть только два возражения против этого метода. Во-первых, некоторые из этих слоев очень глубокие, и даже при предложенной высокой скорости потока они рискуют стать полностью анаэробными. Второе – они имеют очень ограниченную площадь поверхности по сравнению с таковыми в резервуаре. Это означает, что они могут выдерживать меньшую нагрузку. Рифоводы, использующие их, часто сообщают о хороших результатах, но уровень нитратов держится около 5 ppm. Хотя это не так уж плохо, некоторые виды, содержащиеся в аквариумах, не могут долго выдерживать такой высокий уровень. Обычная глубокая песчаная подстилка обычно удерживает уровень нитратов вблизи пределов обнаружения, если она хорошо устроена и поддерживается. Энтони действительно знает свое дело и говорит, что его метод проще, чем глубокий песчаный слой в аквариуме. Поскольку рефугиумы становятся все более распространенными в домашних аквариумах даже по сравнению с тем, что было несколько лет назад, у этого метода есть много преимуществ.

Еще один широко разрекламированный метод – использование Miracle Mud от Ecosystem. В отличие от глубокого песчаного слоя, грязь используется в реакторе, подобном большинству рефугиумов. Утверждается, что грязь устраняет нитраты, снижает уровень фосфатов и обеспечивает контролируемое высвобождение “необходимых” элементов в толщу воды. Все эти преимущества достигаются при затратах в 4-6 раз меньших, чем при использовании глубокого песчаного слоя. Воистину, это чудо по любым известным стандартам. Грязь является настоящей грязью (размер частиц менее 0,05 мм и состоит в основном из глины и ила на основе кремнезема). Она также дополнена 68 “Минералами и микроэлементами”, которые практически покрывают большую часть периодической таблицы элементов. Эти микроэлементы со временем растворяются и восполняют утраченные микроэлементы в морском аквариуме. Я пока не нашел никаких ссылок на необходимость празеодима для биологического здоровья, но знание того, что он там есть, готовый восполнить биологическое поглощение этого “важного” элемента в аквариуме, должно вызывать теплые чувства у тех рифоводов, которые используют этот продукт. Правда, меня раздражает, что в списке добавляемых элементов указано серебро. Медь является мощным биоцидом, но она меркнет по сравнению с серебром. Я надеюсь, что большинство перечисленных элементов находятся на очень, очень низком уровне, иначе для того, чтобы избавиться от грязи, содержащей сурьму, барий, кадмий, хром и множество других металлов, регулируемых EPA, необходимо разрешение EPA на утилизацию опасных отходов.

Для этого в реакторе требуется слой толщиной всего 1 дюйм, что составляет примерно четвертую часть от того, что используется в настоящем глубоком песчаном слое. Хотя слой тонкий, он, вероятно, имеет аноксические зоны вблизи верхней части слоя. Воде очень трудно циркулировать в песчаном слое, а тем более в слое грязи. Одно это может означать низкий уровень кислорода в системе Miracle Mud.

Механизм удаления фосфатов не так хорошо объяснен. Возможно, ключ к нему заключается в том, что дно реактора засажено Caulerpa sp., макроводорослью с сомнительной пользой. Я полагаю, что минимальная корневая структура Caulerpa sp. поддерживает целостность слоя и служит основным экспортным агентом для удаления фосфора; активно растущие водоросли очень хороши в этом.

The Mud is partly replaced after a two-year period, 50% each year. Although that is not a great deal, it costs twice as much as true live sand and with live sand, you only add about 5-10% per year. I guess you figured out that I am not a major proponent of this system. Still, it has a large following. But I sure wish they would publish a paper on the long term (>3 года) результаты использования этого метода.

В общем, грязь в глаза.

В литературе описано множество других фильтров типа песчаной постели, но перечисленные выше – самые распространенные. Предшественником фильтров типа “кровать” был естественный метод фильтрации, разработанный для Смитсоновского института в начале 1980-х годов Уолтером Адеем. Он назывался “Скребок для водорослей” и состоял из больших лотков, расположенных рядом с аквариумом, с прерывистым потоком воды через материал лотка (пластиковая сетка). Он освещался, и на экранах разрастались бурые или зеленые водоросли. По мере роста эти водоросли поглощали нитраты и фосфор. Время от времени экран осторожно соскабливали и удаляли часть водорослей. При этом оставалась пленка активных водорослей для продолжения процесса. В некоторых конструкциях используются два комплекта лотков, причем лотки очищаются поочередно.

Я никогда не был уверен, почему в лотках используется прерывистый поток. Адей использовал самосвальные ведра для обеспечения скачков потока, которые, по его словам, имитировали действие волн. Почему это важно, я не знаю, но я предполагаю, что, возможно, бактерии также присутствуют на лотках. Периодическое воздействие атмосферы снабжает бактерии кислородом, не создавая нагрузки на саму толщу воды, что в некотором роде напоминает струйный фильтр (мокрый/сухой).

Основным недостатком этой конструкции является периодическое выделение водорослей из сетчатых матов. Это часто приводит к появлению “зеленой воды” в аквариуме, и для очистки воды после такого события необходим канистровый фильтр. Кроме того, фильтр довольно большой, его трудно спрятать, и он довольно шумный при выливании воды из ведра, поэтому со временем он потерял свою популярность. Сегодня некоторые люди используют его в качестве естественного метода фильтрации, и этот метод действительно работает.

В настоящее время тенденция заключается в использовании макроводорослей для выполнения той же работы, что и фильтры Adey’s turf. Преимущество в том, что макроводоросли не требуют сложной системы дозирования, и не происходит вспышек “зеленой воды”, ну почти не происходит. Вероятно, она помогает удерживать песчаный слой на месте и, возможно, способствует его перемещению по мере роста корневой системы. Caulerpa sp. растет очень быстро, и в аквариуме можно собирать много урожая. Основным недостатком является ее сорняковый характер и размножение спорами. Время от времени она становится “половой”, и в итоге водоросли появляются повсюду. Это очень инвазивное растение, фактически настолько инвазивное, что оно является проблемой на нашем тихоокеанском побережье, и его использование в Калифорнии запрещено.

Одна из скрытых опасностей водорослей, вступающих в спорообразование, заключается в том, что поток неоплодотворенных спор может распадаться вскоре после их высвобождения. Это может вызвать серьезное падение содержания растворенного кислорода в аквариуме, что может привести к травмам или смерти обитателей аквариума. Не только Caulerpa sp., но и привлекательная кактусовая водоросль Halimeda sp. может иметь эти половые репродуктивные стадии с вытекающими отсюда проблемами.

Для Caulerpa sp. существуют лучшие варианты, и наиболее используемым макросом сегодня является Chaetomorpha, известная как водоросль спагетти. Эта быстрорастущая плавающая водоросль почти так же хорошо, как Caulerpa sp., удаляет питательные вещества путем экспорта. Все водоросли поглощают азот и фосфор; нужна водоросль, которая быстро растет. Быстрый рост означает более быстрое поглощение. После получения достаточного количества роста водоросли просто подрезают, а излишки выбрасывают (что в случае с каулерпой вызывает гнев властей Калифорнии). “Chaeto” легко приобрести, и это лучший выбор, чем Caulerpa sp.

Рефугиум – место укрытия

Как следует из названия этого раздела, рефугиум – это безопасное убежище. Он не является естественным фильтром как таковым, но в нем часто растут макроводоросли, что делает его частью естественного фильтра. Рефугиумы, они же “кувшины”, иногда являются частью отстойника, но могут быть и отдельными. Автономный аквариум – это просто аквариум, который освещается и обычно имеет меньшую скорость потока, проходящего через него из основного аквариума или отстойника. Часто в нем есть DSB и может присутствовать живой камень (LR). В большинстве случаев используются макроводоросли, но это не обязательно. Некоторые люди используют высокую скорость потока через фугу, и это обычно лучше, если фуга также используется в качестве удаленного DSB. В фуге нет домашнего скота – это позволяет крошечным существам, обитающим в фуге, иметь безопасное место для роста и размножения. Это хорошо для макроводорослей, так как травоядные рыбы обычно поедают макроводоросли в аквариуме. Проблема с таким типом подрезания водорослей заключается в том, что из аквариума на самом деле ничего не вывозится, а большая часть питательных веществ, содержащихся в водорослях, возвращается в толщу воды путем выделения. В безопасной фуге их можно собрать и экспортировать питательные вещества путем тщательной обрезки. Очень часто посаженные фуги имеют так называемый обратный фотопериод. Это означает, что рефугиум освещается, когда в основном аквариуме темно. Это позволяет макроводорослям в фуге вырабатывать кислород в ночное время. Это помогает контролировать низкие колебания pH и снижение уровня растворенного кислорода, которые обычно происходят в аквариуме ночью.

Черви и копеподы, столь важные для DSB, недолго живут в аквариуме-витрине, поскольку плотоядные рыбы и беспозвоночные с удовольствием их поедают. Опять же, они плодятся и размножаются в простом рефугиуме. Сегодня многие рефугиумы довольно большие, поэтому площадь поверхности для песчаного слоя в них гораздо больше, чем в маленьких рефугиумах, которые использовались в прошлом. Установить такой рефугиум настолько просто, что любой серьезный рифовод должен обратить внимание на его наличие. Примечание редактора: посмотрите Reefslides в этом месяце: “Рефугиумы, естественно!”

Денитрификаторы – старый метод обретает новую жизнь

Теперь мы переходим к методу денитрификации WaterKeeper, биомеханическому удалению азота из аквариума. На самом деле, никто никогда не называл его методом WaterKeeper, поскольку я никогда не обнародовал свои разработки. В начале 1980-х годов, когда я занимался только рыбами, было широко распространено мнение, что нитраты токсичны для морских рыб, если их содержание превышает 40 ppm. Этот уровень был интересен тем, что он также являлся пределом EPA для нитратов в питьевой воде, что, возможно, не было простым совпадением. В любом случае, так получилось, что я работал над разработкой пакетных денитрификационных установок для фармацевтического завода. Естественно, я построил прототип, но использовал его на своем собственном морском аквариуме, а не для переработки свиных кишок, используемых для выращивания лекарств. Это была популярная в то время система “мокрый/сухой” с дополнительными модулями, которые создавали дополнительные аноксические условия после “мокрого/сухого”. Первый модуль представлял собой деоксигенатор, в котором азотный газ продувался через стоки из мокрого/сухого аппарата для их деаэрации. Затем небольшой дозирующий насос добавлял кукурузный сироп, позже замененный на этанол, так как кукурузный сироп засорял насос, обеспечивая источник углерода. Затем был установлен модуль, где азот продувал гравийный фильтр под гравием для преобразования нитратов в азотный газ под действием бактерий. Оттуда он проходил через другую аэрируемую секцию под гравийным фильтром, где воздух снова вводился в толщу воды. Последним этапом был фильтр с микронной очисткой. По словам Джорджа, он работал. Правда, у него был недостаток: он был в два раза больше 55-галлонного аквариума, который обслуживал, и стоил более 500 долларов. Кроме того, нужен был источник дешевого азота. Как я знал, ни один владелец рифа никогда в здравом уме не заплатит более 500 долларов за оборудование; это была единственная в своем роде модель. Конечно, если бы я был более внимателен на уроках экономики, я бы продавал их сегодня.

Сегодня вы все еще можете приобрести установки, работающие аналогично той, которую я построил тогда, но без использования очень больших азотных резервуаров, использовавшихся в моей конструкции. В настоящее время одной из наиболее популярных конструкций является так называемый змеевиковый денитрификатор. Это просто трубка или шланг, свернутый в длинную спираль. Затем через трубку направляется слабый поток, и бактерии заселяют внутреннюю поверхность. В некоторых конструкциях источник углерода (например, сахар) добавляется в головную часть змеевика. Поскольку трубка очень длинная, не менее 50 футов, кислород истощается по мере прохождения воды по трубе. Углерод обеспечивается отходами бактериального метаболизма выше по течению от аноксических зон в трубке. Обычно одного этого достаточно для снижения содержания нитратов. Последняя стадия аэрации удаляет азотный газ из сточных вод. Иногда для реоксигенации стоков их пропускают через скиммер. В небольших устройствах используются стандартные воздушные трубки. Более крупные устройства изготавливаются с использованием садового шланга и катушки шланга, погруженной в нагретый контейнер. Поток через небольшие устройства составляет около полулитра в час. Более крупные устройства могут обрабатывать вдвое больше, а иногда и больше.

Другой вариант – блочные денитрификаторы. Здесь денитрифицирующим устройством является лист лексана, подобный тому, что используется для флуоресцентных ламп. Эти листы имеют структуру, похожую на трубку, в которой растут бактерии. Они работают так же, как и спиральные денитрификаторы в большинстве установок.

Основным недостатком этих систем является очень низкий поток воды через катушки. В рифовом аквариуме нитраты вырабатываются постоянно, а поскольку эти реакторы ежедневно обрабатывают только 5-10% воды, это приводит к медленному накоплению нитратов на дисплее. Большинство устройств заявляют о снижении нитратов только до 5 ppm, что недостаточно для удовлетворения потребностей более чувствительных организмов. Вы можете удлинить трубку, но это создает другую проблему. В конце концов, вы достигнете такой длины, что последние стадии системы станут полностью анаэробными. Затем, когда в соленой воде содержится большое количество сульфатов, они тоже превращаются в токсичный сероводород. В секции повторной аэрации этих денитрификаторов огромное количество сульфида из стоков удаляется воздухом. Тем не менее, если стоки воняют тухлыми яйцами, необходимо сократить длину змеевика. Делайте это в небольших количествах, пока сульфиды не станут необнаруживаемыми. Если добавлять железо, то оно тоже свяжется с сероводородом и сделает его нерастворимым. Многие конструкции денитрификаторов доступны на форуме Reef Central Do It Yourself, так что создать свой собственный не так уж сложно.

Держите руки подальше от пультов

Один из самых плохих ответов на вопрос “Помогите мне”, который я вижу, это когда кто-то спрашивает: “У меня влажный/сухой аквариум и я использую биобаллы. Должен ли я заменить биобаллы, так как у меня высокий уровень нитратов?”. Тогда “помощник” говорит человеку, что ему следует заменить биобаллоны на живой камень (мелкие раздробленные кусочки LR). Плохо то, что это ничего не исправит и даже может усугубить проблему.

Помните, когда мы говорили о денитрификации, мы говорили, что должны присутствовать аноксические условия. В полностью погруженном живом камне, находящемся в аквариуме или отстойнике, поровая структура действительно обеспечивает ограниченную площадь для формирования аноксических условий. Теперь поместите тот же камень на воздух и просто плескайте на него час за часом водой, насыщенной кислородом. Аноксические условия налицо; на камне нет зоны низкого содержания кислорода. Использование щебня для замены синтетической среды во влажном/сухом аквариуме не решает проблему нитратов. На самом деле, это может ухудшить ситуацию, так как на щебне часто растут цианобактерии. Цианобактерии обладают способностью “фиксировать” азот, то есть преобразовывать азотный газ в аммиак или непосредственно в нитрат. Поскольку циано получает весь азотный газ, который он может использовать при атмосферном воздействии, он вполне может добавить нитраты в аквариум в дополнение к тому, что он производит сам.

Еще один сомнительный фильтр – канистра, загруженная обломками скалы. Теперь у нас есть камень, полностью погруженный в воду, но сидящий в темноте. Кораллина, покрывающая поверхность, не получает света и прекращает производство кислорода. Вскоре она отмирает, и через некоторое время на камне остается только слизь бактерий. Она может немного снизить содержание нитратов, но она также является кислородной губкой. Если биозагрузка (поголовье) становится чрезмерной, это может снизить уровень растворенного кислорода в системе до опасного или даже смертельного уровня. Канистры предназначены для механической или химической фильтрации. Никогда не используйте их в качестве биофильтра в морском аквариуме. Сохраните эти обломки и используйте их в фуге, если хотите.

Как вы уже, вероятно, знаете, старые методы фильтрации, такие как фильтры под гравием (UGF), влажные/сухие и био-колеса, не считаются подходящими фильтрами для морского аквариума. Они хорошо работают в аквариуме только для рыб, где допускается более высокий уровень нитратов, но их следует избегать в рифовом аквариуме.

Скромное био-колесо является некоторым исключением. В прошлом у меня был 20-галлонный больничный аквариум, оборудованный UGF, и он постоянно работал на случай необходимости. Я думаю, что именно Стивен Про предложил лучший метод. Стив устанавливает больничный аквариум только тогда, когда это необходимо. Я спросил, как он поддерживает в нем цикличность, поскольку при новой установке это почти стерильная среда. Стивен сказал, что он устанавливает небольшое биоколесо на поддон, а если нужен H-бак, просто перемещает его в этот бак. Отличная идея; поэтому я купил маленький фильтр Whisper с био-колесом и установил его в поддоне. Он небольшой, около 100 галлонов в час, и работает только био-колесо, без фильтрующего материала, он действительно не делает много для увеличения нитрата. Когда нужен больничный аквариум, я просто наполняю его водой из основного аквариума и переношу туда фильтр с биоколесом. Это избавляет от необходимости компенсировать испарение и других рутинных обязанностей, необходимых для содержания стационарного аквариума в течение полного рабочего дня.

На рынке представлены всевозможные биологические фильтры с механическим приводом. Каждый день появляются новые. Как гласит старая пословица: “Трудно улучшить мать-природу”. Если использовать хороший DSB и иметь не менее фунта живых камней на каждый галлон объема аквариума, то единственная необходимая механическая помощь – это помпа, обеспечивающая поток, который думает о дисплее. Будьте внимательны – если вы хотите использовать удаленный DSB или денитрификатор змеевикового типа, они, вероятно, помогут, но могут недостаточно снизить уровень нитратов для очень чувствительных беспозвоночных.

[…] […]

[…]

Source: reefkeeping.com