Концентрация кислорода в аквариумной воде.
Первый лимитирующий фактор — это не присутствие аммиака или нитритов и не рН, а кислород. Рыбам нужен кислород, чтобы дышать. Чем больше рыб, тем больше нужно кислорода. Но рыбы не единственные потребители кислорода в аквариуме. Бактерии также потребляют весьма значительную его часть.
По мере увеличения количества рыб, увеличивается и количество аммиака, доступного для окисления, и количество отходов, подлежащих минерализации. А это способствует увеличению количества бактерий, необходимых для выполнения этих задач. А большее количество бактерий и увеличение бактериальной активности требуют еще большего количества кислорода. К счастью, кислород относительно легко обеспечить в аквариумах. Самые эффективные методы обеспечения кислородом создают существенное перемешивание у поверхности воды — т.е. именно там, где происходит газообмен.
Углекислый газ — второй лимитирующий фактор. Рыбы при дыхании выделяют углекислый газ. И поскольку определенные его концентрации токсичны для рыб (а также он понижает рН), количество углекислого газа нужно контролировать. Часто аквариумистов удивляет, что рыба может умереть от отравления углекислым газом («задохнуться») даже в воде, которая насыщена кислородом. Некоторые аквариумисты полагаются на растения в связи с потреблением углекислого газа и производством кислорода, но в плотно населенном рыбами аквариуме, это не будет работать достаточно эффективно. Ночью, когда растения не фотосинтезируют, они начинают потреблять кислород. Это создает еще большую потребность в кислороде.
Концентрация кислорода в аквариумной воде зависит от того, насколько сбалансирован аквариум. При плохом санитарном состоянии аквариума и чрезмерном кормлении рыб в нем накапливается большое количество органических веществ. На количество растворенного в воде кислорода влияет содержание в ней органических веществ — экскрементов рыб, несъеденного корма, продуктов жизнедеятельности моллюсков и других организмов, а также количество растений, освещенность аквариума и другие факторы. При этом много кислорода расходуется на окислительные процессы, постоянно происходящие в воде аквариума. В результате в аквариуме нарушается биологическое равновесие, необходимое для нормальной жизнедеятельности всех водных организмов. Необходимо, чтобы имелась хорошая система фильтрации.
Большое значение имеет плотность посадки, т.е. количество рыб, содержащихся в аквариуме. Не следует забывать, что кислород активно расходуют при дыхании все обитатели аквариума: рыбы, моллюски, кишечнополостные, ракообразные, инфузории, бактерии, растения (в ночное время) и т.д. Большая популяция улиток может оказать значительное влияние на содержание кислорода в аквариуме. Температура воды также влияет на содержание растворенного в ней кислорода: чем выше температура, тем меньше насыщение воды кислородом. Комфортный кислородный режим в аквариуме обеспечивается концентрацией кислорода (О2) 8-10 мг/л.
Растворенный в воде кислород расходуется не только на дыхание рыб, но и на окисление органических и некоторых неорганических веществ, имеющихся в воде аквариума. Поэтому, чем больше этих веществ растворено, тем больше требуется кислорода для их окисления и тем тяжелее дышится рыбам. Окисляемость воды — это количественный показатель взвешенных и растворенных в воде органических веществ. Этот показатель позволяет судить о количестве органических веществ в воде (в первую очередь это экскременты рыб и несъеденный корм, а также продукты их разложения). Чем выше окисляемость, тем больше органических веществ находится в ней, которые способны связывать кислород.
В результате вода постепенно окисляется, показатель рН снижается. Особенно активно идет этот процесс ночью. Но вот приходит день, а вместе с ним наступает световая фаза фотосинтеза растений, активность потребления углекислоты ими заметно возрастает. Образуются углеводы и свободный кислород. Поглощение CO2 растениями при хорошем освещении может идти столь активно, что поступление углекислоты, выдыхаемой теми же растениями и другими обитателями аквариума, не компенсирует потери, что вызывает повышение рН.
Повышение содержания кислорода автоматически снизит содержание углекислого газа СО2. Если кислорода расходуется более 15 мг на 1 л аквариумной воды, то рыбам будет очень трудно выжить в таких условиях. Хорошие условия для жизни рыб будут иметь место, если на окисление растворенных в воде веществ расходуется 4-8 мг кислорода. Приблизительно окисляемость можно определить: в пробирку наливают 10 мл аквариумной воды и прибавляют 0,5 мл серной кислоты разведенной дисцилированной водой 1:3 и 1 мл 0,01% раствора марганцовки. Смесь хорошо перемешивают и оставляют на 20 минут при температуре 20°С. После этого окраску раствора в пробирке сравнивают с таблицей. Оптимальная окисляемость 8-12 мг/л.
Факторы, влияющие на снижение кислорода в воде.
Однако напомним здесь же, что сильное насыщение воды кислородом ведет к повышению рН, что нежелательно как с точки зрения требования согласованности параметров аквариумной и подменной воды, так и увеличения процентного содержания неионизированного аммиака в воде с высоким показателем рН. Чем ниже уровень рН, тем больше в воде содержится кислорода, и, соответственно, чем выше рН (кислая среда), тем меньше кислорода. Во-вторых, по мере повышения щелочности среды у рыб ухудшается усваивание кислорода. В щелочной среде рыба может задохнуться при вполне, вроде бы, достаточном его содержании в воде.
Ну и, конечно, сама по себе (особенно при резком повышении рН) щелочная вода вызывает ожоги и повреждения внешних органов рыб. Чем больше сине-зеленых водорослей, тем щелочней среда. Мягкая вода с небольшим содержанием гидрокарбоната имеет нестабильное значение рН. Причем в реальной практике подщелачивание воды наблюдается крайне редко, а вот снижение рН ниже допустимого уровня получить очень легко. Чтобы снизить резкие колебания, рекомендуется обязательная ночная аэрация воды воздухом, который будет увлекать с собой углекислый газ.
При слишком высокой температуре воды (28-32°С) у рыб усиливается обмен веществ, что приводит к преждевременному старению. В воде усиливаются все химикобиологические процессы, а это зачастую приводит к печальным последствиям: нарушается газообмен, в среде быстро накапливается углекислый газ, выделяемый рыбами в процессе дыхания, и они погибают от удушья. Предпосылками замора являются слишком высокая плотность рыб, цветение воды, повышение температуры воды в аквариуме (летом в жаркие дни), а также применение некоторых лекарств.
Также к нехватке кислорода может привести чрезмерное количество растений. В воде резко падает содержание кислорода, который расходуется на окисление органики, возрастает концентрация ядовитых продуктов распада белков, вода заметно мутнеет, у нее появляется гнилостный запах. Со временем в «старом» аквариуме происходит накопление различных токсичных продуктов жизнедеятельности его обитателей. Наиболее опасные из них — аммиак и нитриты. Аммиак вызывает повреждение эпителия жабр. Если этот процесс зашел далеко, помочь уже ничем нельзя — рыбы погибнут. Нитриты вступают в реакцию с гемоглобином крови и препятствуют переносу кислорода.
Внешние симптомы в обоих случаях напоминают как при недостатке кислорода, но наблюдаются они и при хорошей аэрации воды. Аэрация — обогащение глубинных слоев воды кислородом — происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе циркуляции. Активная аэрация воды в аквариуме посредством непрерывно работающих распылителей воздуха или эжекторов фильтров должна обеспечивать максимальное насыщение воды кислородом.
При использовании фильтра в аквариуме нужно обеспечить его непрерывное электроснабжение, т.к. бактерии Nitrobacter потребляют кислород. При остановке насоса (отключение электроэнергии, поломка механизма, ваша забывчивость) в резервуар фильтра прекращает поступать вода, а вместе с ней и кислород. При отключении фильтра бактерии в бескислородной среде быстро погибают. В результате накопившиеся здесь отходы начинают загнивать, интенсивно выделяя аммиак и сероводород. На остатках органики быстро размножаются анаэробные бактерии, которым не нужен кислород, но продукты их жизнедеятельности, скопившиеся в фильтре, поступят в аквариум после его включения, что может оказаться губительным. Если случилось такое, что фильтр долго не работал, ни в коем случае не включайте его просто так, его придется промыть, после чего он будет снова обрастать бактериями и первое время работать неэффективно.