Азотный цикл в аквариуме и определение параметров (NH3\4 - NO2 - NO3)

[HATAK]

Священным граалем аквариумистики и наверное самой обсуждаемой темой на всевозможных форумах является тема становления и поддержания азотного цикла в аквариумах любителей. Попробуем и мы разобраться в некоторых нюансах данной проблемы и начнем наверное со ссылки на определение данного понятия в Вики «Круговорот азота» И хотя в статье описание дано не для аквариума но основные процессы ни чем не отличаются.

Дальше попытаемся описать все происходящие процессы простыми словами и не вникать в ненужные большинству любителей аквариумистики специализированные нюансы.
Итак,первично соединения азота попадают в аквариум как составляющие любых белковых соединений. Конкретизируем:
1.Остатки всевозможных органических соединений в новом грунте аквариума (сколько бы вы его не промывали) а так же содержащиеся во всевозможных подложках и специализированных грунтах.
2.Органические выделения рыб и других обитателей аквариума а также остатки несъеденного корма.
3.Разлагающиеся остатки отмирающих частей растений и погибших водорослей.

Теперь самое интересное. Все эти органические «отходы» накапливаются в грунте аквариума где и происходят все основные процессы азотного цикла. В воде аквариума азотные соединения появляются как следствие того что происходит именно в грунте ну или в тех же внутренних или наружных фильтрах аквариума кои в некотором роде в аквариуме выполняют не только роль очистителей от мути но и сложную биологическую функцию на подобии грунта. Но это отдельная тема.

Теперь рассмотрим каждый из элементов цикла подробнее.
1.Аммонификация.Все органические соединения накапливаются в грунте аквариума и там подвергаются первичной обработке первой группы бактерий перерабатывающих органику и превращающих сложные белковые соединения на аммиак и аммоний.
2.Нитрификация.Второй этап при котором первичные соединения аммиака и аммония под воздействием специфичных бактерий окисляются до нитрита.
3.И наконец последний ,это схожий со вторым этапом процесс, но уже так называемые нитратные бактерии преобразуют нитриты в нитраты.
В данной схеме стоит обратить особое внимание на два момента.
1.Первых два процесса обычно происходят очень быстро и в воде нормально отлаженной системы практически невозможно встретить как аммиак\аммоний так и нитриты.Да и сами соединения являются крайне не стойкими и достаточно быстро переходят в нитраты. Возможны нюансы о которых немного ниже.
2. Нитраты,как фактически финальный продукт азотного цикла ,являются более стойкими соединениями ,хотя при определенных условиях могут восстанавливаться на короткий срок до нитритов. Получаются нечто подобное на качели нитрат - нитрит. Но это в условиях аквариума бывает крайне редко и как писалось выше нитрит не стойкое соединения которое быстро окисляется до более стабильных и нитратов.

Следует обратить также внимание что аммиак и нитриты являются достаточно опасными для обитателей аквариума соединениями,особенно для тех кто ведет придонный образ жизни,креветки в частности,так как именно из грунта эти соединения попадают в воду и их количество обычно велико или в самом грунте или в придонной его части. Но с другой стороны большинство обитателей наших аквариумов уже не являются прямыми выходцами из природных водоемов а прошли длительную,через многие поколения,адаптацию в искусственных условиях обитания и приобрели более широкий диапазон защит.
В то же время нитраты являются одним из основных питательных веществ для растительности аквариума и частично или полностью могут быть ею поглощены.

Теперь рассмотрим основные проблемы с которыми могут столкнутся любители аквариума при становлении,поддержании и тестировании основных параметров азотного цикла.
1.Аммиак\аммоний. Первичные соединения азотного цикла в аквариуме и как писалось выше очень нестойкие. В аквариумной практике чаще всего определяется суммарно.
Соединения образуются и встречаются в грунте аквариума откуда постепенно,под воздействием движения воды ,попадает при неблагоприятных условиях в воду аквариума.Опасное соединение. Причинами появления в воде аквариума данных соединений являются:
1.1 Недостаточное количество в грунте аквариума или в наполнителях фильтров специфичных бактерий. Характерно для новых аквариумов.
1.2 Недостаточная вентиляция грунта что приводит к образованию застойных зон с большим накоплением разлагающихся биологических отходов жизнедеятельности обитателей аквариума. Характерно для аквариумов в которых не производится регулярная чистка грунта и фильтров а также для аквариумов с применением всевозможных подложек и специализированных грунтов без дополнительно внесения специальных бактерий.
1.3 Как следствие перенаселения аквариума и регулярного перекорма рыб. В следствии перенаселения резко увеличивается количество органических отходов от обитателей с которыми не в состоянии справится бактерии. При этом очень важно правильно рассчитывать как площадь грунта дня аквариума,как основного субстрата для жизни бактерий,так и мощности и объема фильтров как субстрата для тех же бактерий.
2. Нитриты. Второе соединение азотного цикла ,очень схожее по своим характеристикам и поведению в аквариуме к первыми соединениями. Единственное что в образовании нитрита принимают участие другие специфические бактерии. Опасное соединение.
3. Нитраты. Финальное соединение азотного цикла в аквариуме. Образуются так же как и первые соединения в грунте и фильтрах аквариума под воздействием специфичных бактерий. Данные соединения не являются столь токсичными для обитателей аквариума и кроме этого могут быть поглощены как питательные растительностью аквариум. В случае отсутствия растительности в некоторых типах аквариума удаляются из воды посредством ее регулярной подмены на свежую.

Тестироване.
Именно при наличии ВЫШЕ ОПИСАННЫХ СИТУАЦИЙ возникает ОСТРАЯ необходимость тестирования данных параметров. При чем нужно учесть некоторые специфичные моменты. Большинство обитателей,которые уже давно адаптированы в условиях аквариумной практики ,с легкостью перенося кратковременное увеличение граничных показателей иногда даже в разы. Из практики. Например неоны легко переносят увеличение нитратов до 100 мг\л. Но это совершенно не означает что в аквариумах можно допускать на длительное время такие показатели. Повышенные требования к данным параметрам необходимы при содержании обитателей недавно адаптированных в условиях аквариума а также всевозможных придонных обитателей так как основным хранилищем и источником соединений азотного цикла является именно грунт.

В статье не рассматриваются вопросы контроля параметров для специфических растительных аквариумах так как это совсем другая тема.

Таблица становления азотного цикла в новом аквариуме приведена ниже.
PS. Статья написана в связи с многочисленными обращениями по данной проблеме.

PPS. Забыл раскрыть вопрос о бактериях.
1.Бактерии нужные для азотного цикла всегда присутствуют в окружающей среде. Единственно нужно учесть что они изначально без достаточного питания находятся в очень небольшом количестве. Постепенно в аквариуме,с поступлением питательных веществ для них, они размножаются в грунте.
2. Для ускорения становления азотного цикла очень рекомендуется добавить в новый аквариум немного грунта из старого аквариума в котором уже установился данный процесс и который наполнен данными бактериями в достаточном количестве или же воспользоваться специальными бактериями которые выпускаются для этой цели.