Аммоний и аммиак в аквариумной воде

Аммиак — бесцветный газ с удушливым резким запахом, хорошо растворяется в воде, спирте и ряде других органических растворителей. Вода, содержащая летальные дозы аммиака не имеет запаха. В воде существует в виде свободного аммиака [NH₃] и ионов аммония [NH₄], а также солей аммония. В аэробных условиях окисляется до нитритов и нитратов. Аммиак в воде существует главным образом в форме иона аммония, и именно его легко определяют с помощью соответствующих тестов (NH₃ / NH₄ тест).

Аммиак во много раз токсичнее аммония, поэтому при незначительных, казалось бы, увеличениях концентрации аммония неожиданно может произойти тяжелое отравление всего аквариума. Неионизированный аммиак является сильно токсичным соединением: летальный уровень составляет примерно 0,2-0,5 мг/л для различных видов рыб. Негативное воздействие в более малых дозах приводит также к резкому снижению иммунитета рыбы, что нередко почти сразу же проявляется в виде «горения» плавников и помутнения тканей. Аммиак [NH₃], самый ядовитый из всех соединений азота, уже при концентрации 0,06 мг/л опасен для небольших рыб, а при 0,2 мг/л при длительном воздействии смертелен для рыб.

Аммоний [NH₄] — первая стадия разложения белка, ионизированная форма аммиака [NН₃], появляющаяся в кислой воде. Концентрация более 0,5 мг/л аммония опасна. Ионы аммония тоже токсичны, но в меньшей степени, нужно также следить за его содержанием в воде. При высоких значениях рН он может перейти в аммиак, сильнейший яд для рыб. В отличие от него аммоний практически безвреден.

Большинство рыб выделяет аммоний через жабры, на поверхности которых происходит обмен его ионов на необходимые клеткам организма рыб ионы натрия. Жабры рыб при отравлении аммиаком — лиловые. Попадая в кровь гидробионтов (через жабры при дыхании) аммиак модифицирует белки ее плазмы, существенно снижает газовую емкость крови, тормозит насыщаемость ее кислородом. Даже в хорошо аэрируемой воде рыбы начинают испытывать удушье: учащенно дышат, поднимаются к поверхности, пытаются заглатывать атмосферный воздух. Кроме того, оказавшийся в крови аммиак повреждает стенки капилляров и других сосудов рыб. То есть рыба, однократно отравившаяся аммиаком, может «вдруг» погибнуть и через 2 недели, причем без всяких внешних признаков. Плохо отравления отражаются и на иммунитете, делая рыбу более подверженной другим инфекциям.

Как показывает опыт, рыба обычно достаточно неплохо переносит кратковременное повышение концентрации аммонийных соединений до 1 мг/л и даже до 2 мг/л, но только при условии, что эта концентрация наращивалась постепенно, например, при запуске аквариума. Резкое увеличение его концентрации может нанести существенный ущерб здоровью рыб, а применительно к некоторым особо чувствительным видам даже вызвать их гибель. Когда аквариум переселен, вода регулярно не подменивается, животные не могут избавиться от избытка аммония, который постоянно накапливается в организме в ходе азотного обмена.

Откуда берется аммиак и чем все же травятся рыбы? Он производится рыбами и выделяется через их жабры. Производится он грибками и бактериями. Аммиак также производится при разложении. Вся разлагающаяся живая материя — остатки корма, экскременты рыб, гниющие ткани растений, прочие органические отложения содержат белки, которые разлагаются в грунте бактериями с образованием аммиака [NH3] При разложении этой органической субстанции гетеротрофными бактериями образуются аминокислоты, и затем токсичный аммиак или нетоксичный аммоний.

Чем больше будет в аквариуме разлагающихся старых листьев растений, экскрементов рыб и не съеденного рыбами корма, тем выше будет уровень нитрита [NO₂] и аммония [NH₄]. Кроме того, в водопроводной воде его концентрация может быть опасно большой, особенно осенью и весной. Так как эти азотные соединения, а особенно аммоний, являются питательными веществами для водорослей, это неизбежно приведет к их бурному росту или цветению воды на начальном этапе создания аквариума.

Концентрация аммиака возрастает из-за:

1. Содержание непосредственно аммиака зависит от рН и концентрации аммония, повышения рН воды (аммоний переходит в более токсичный аммиак);
2. Временного снижения эффективности работы нитрифицирующих бактерий в грунте и фильтре (сифонили грунт, внесение лекарств и т.д);
3. В водопроводной воде его концентрация может быть опасно большой, особенно осенью и весной. Официально установленная предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания аммиака и ионов аммония в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет: 2 мг/л по азоту или 2,6 мг/л в виде иона аммония, и показатели тестов водопроводной воды на аммиак 0,3-0,5 мг/л и более являются совершенно «нормальным» явлением.

Соотношение концентраций NH₃ и NH4 в воде также зависит от ее кислотности и температуры: в кислой и холодной воде аммиак практически отсутствует, в щелочной и теплой среде его концентрация возрастает. Значение водородного показателя рН в большой степени определяет, какое из этих соединений (аммоний/аммиак) образуется в преобладающем количестве. Так, при рН 6,9 в воде содержится только аммоний, при рН 7 = 1% аммиака и 99% аммония, при рН 8 = 4% аммиака, а при рН 9 = 25% аммиака. Поэтому если в аквариуме рН не превышает 7, то не существует острой опасности отравления рыб аммиаком, но при смене большого количества воды (до 1/2 объема) свежей, с рН более 7 из аммония может образоваться значительное количество аммиака, следствием чего станет отравление рыб. Особое внимание к чистке грунта и частичной подмене воды нужно уделять при рН более 7,5.

Соотношение аммиака и аммония в воде зависит от кислотности воды рН:

На деятельность нитрифицирующих бактерий, которые окисляют аммиак, влияют также температура и концентрация кислорода в воде. Чем выше температура — тем больше доля токсичного аммиака [NH₃]. Аквариум с повышенной температурой также требует большего внимания, например при повышении температуры с 15 до 25 приводит к увеличению содержания свободного NH₃ почти в два раза. При этом надо учесть, что чем выше температура, тем эти значения выше, не смертельная для рыб доза при 20 градусах, может стать летальной при 30°С.

Аммоний и нитрат являются хорошим питанием для растений. Растения охотно потребляют связанный азот в аммонийной форме. В правильно запущенных и не перенаселенных аквариумах с живыми растениями аммония бывает мало. Аквариум с растениями нуждается в источнике азота — нитратах и аммонии, в случае замедления роста растений, внесенные удобрения не должны накапливаться бесконечно.

Этот показатель необходимо контролировать в новых, только что запущенных аквариумах, в аквариумах с высоким уровнем рН (7,8 и более) и при высоких плотностях посадок крупных рыб. Для того чтобы понять, как обстоят дела в аквариуме, потребуются тесгы на нитрит [NO₂] и нитрат [NO₃], без них невозможно оценить эффективность фильтрации и истинные причины проблем в аквариуме. Если Вы увидели, что все уже плохо, просто немедленно начните ежедневную подмену воды и продолжайте, пока все не придет в норму, это может занять 1-2 недели. Накопленные продукты жизнедеятельности удаляются при подмене воды, это лучший и необходимый способ очистки. Часто бывает эффективно использовать марганцовку в интервалах между заменами. Сначала придется сделать несколько замен в день.

Для предотвращения повторных аммиачных ударов в фильтры надо положить цеолитный наполнитель. Активированный уголь не удаляет аммиак/аммоний, нитраты и фосфаты из воды. Фильтрация воды через цеолит может быстро снизить концентрацию аммиака. Особое внимание к частичной подмене воды нужно уделять при рН 7,5. При смене большого количества воды (до 0,5 объема) на свежую с рН более 7,0, из аммония может образоваться большое количество аммиака, следствием чего станет отравление рыб. Установите более мощные фильтрующие устройства (главное увеличить объем фильтрующего материала) и внесите средства водоподготовки, обогащающие воду бактериями, которые окисляют аммиак. Кроме того, полезно будет усилить аэрацию воды.