Активированный уголь изготавливают из антрацитового или каменного угля, дерева, кремниевые соединения (силикагели) и других материалов, как бамбук и скорлупа кокосовых орехов и косточек фруктовых деревьев. Вначале он нагревается до высокой температуры в отсутствие воздуха, затем активируется при еще более высокой температуре, до 1000°С в присутствие пара, воздуха и т.д. В результате получается крайне пористый материал. Поры в активированном угле имеют объём, и, соответственно, площадь. Уровень активированности угля определяется суммарной площадью всех пор, которые есть в одном грамме угля. В процессе изготовления он может промываться в различных веществах, кислотах.

Активированный уголь — это особая фильтрующая масса, которая в силу своих специальных свойств и специфического способа изготовления обладает свойством удалять из воды путем поверхностной адсорбции высокомолекулярные органические соединения. В аквариумной практике активированный уголь применяется как в аквариумных фильтрах, так и для водоподготовки.

Активированный уголь является одним из наиболее распространенных наполнителей для фильтров и используется для химической фильтрации. Применение угля позволяет добиваться очень хорошей прозрачности воды в аквариуме, также уголь используют после лечения рыб для удаления из воды остатков лекарственных препаратов. Свое полезное действие активированный уголь оказывает благодаря тому, что имеет большое количество микроскопических пор и, за счет этого, поглощает (абсорбирует и адсорбирует) органические молекулы из воды. Особенно эффективен он для фильтрации органики, которая придает воде желтоватый цвет и запах. Помимо ядовитых соединений он поглощает также кислоты (торф), разнообразные красители и медикаменты, а поэтому фильтрование с помощью угля нельзя сочетать с добавкой кислот или медикаментов.

Синтетический активированный уголь — это форма синтетического активированного угля, отличается тем (в том числе звездочки `Bio Сhem Stars » от Aquarium Pharmaceuticals), что его поры сквозные. Благодаря этому образуется благоприятный микроклимат, создающий оптимальные условия для развития бактериальных колоний. Как правило, «звездочки» окрашены в темный цвет, препятствующий проникновению яркого света, который подавляет развитие и активность колоний нитрифицирующих бактерий. Наличие большого числа пор (диаметром от 50 до 120 микрон) более чем в 30 раз увеличивает общую площадь поверхности.

Уникальный макропористый синтетический материал, который удаляет растворимые и нерастворимые вещества со скоростью и емкостью абсорбции в пять раз выше других абсорбентов. Имеет все преимущества активированного угля, но не имеет его недостатков. Абсорбирует примерно в три раза больше органики на единицу объема, занимая намного меньше места в фильтре. Для механической фильтрации он не предназначен. В воде он плавает. Их можно комбинировать с другими наполнителями.

Также эффективен он и для удаления тяжелых металлов из воды, хлора при осмотической фильтрации. Активированный уголь не удаляет аммиак/аммоний, нитраты и фосфаты из воды — для этого нужны другие наполнители (например, цеолит). У такого способа фильтрации есть недостатки:

• Со временем активированный уголь истощается и его приходится заменять на новый;
• Также эффективность химической фильтрации падает со временем вследствие забивания угля мелкими частицами мусора. Если уголь засорен и забит частицами грязи, в нем нет никакого смысла;
• Старый, вовремя не смененный активированный уголь приводит к снижению редокс-потенциала.

Эффективность активированного угля в аквариуме зависит от многих факторов:

Типа используемого угля — старайтесь использовать хороший уголь, предназначенный для аквариума. Другие активированные угли могут выделять в воду вредные вещества. Наилучшими адсорбционными свойствами обладают так называемые формующиеся угли, то есть спрессованные из угольной пыли кусочки различного размера. Старайтесь избегать использовать уголь из питьевых фильтров. Уголь, входящий в состав картриджей для питьевых фильтров-кувшинов, может при изготовлении промываться в фосфатосодержащик кислотах. Он имеет низкое значение рН (для подавления роста бактерий в нем), поэтому будет «подкислять» воду и выделять фосфаты, которые способствуют росту водорослей.

Типа удаляемых веществ и скорости течения воды — молекулы различного размера удаляются с разной эффективностью (мелкие молекулы быстрее). Скорость очистки воды зависит от концентрации удаляемого вещества —при большой концентрации удаление происходит быстрее, но для удаления меньшего количества необходимо меньшее время. Чем медленнее течение воды через уголь, тем больше время контакта и тем эффективнее удаление. С другой стороны, в замкнутой системе вода проходит неоднократно через фильтр.

Размеров частиц угля и пористости — эффективность зависит от соотношения объема пор к объему угля. Чем больше пор, тем более эффективен уголь.

Времени нахождения угля в фильтре. По мере использования, эффективность угля уменьшается из-за того, что поры забиваются. С другой стороны, нарастаемая на угле бактериальная и органическая пленки также уменьшают эффективность фильтрации. Грязь — злейший враг активированного угля и его пористой поверхности. Поэтому угольный фильтр в общей цепи фильтров непременно должен занимать последнее место, а все процессы механической очистки надо провести заранее. Старайтесь использовать механический фильтр перед углем, чтобы отфильтровывать крупные частицы грязи и предохранять адсорбент от преждевременного загрязнения.

Не оставляйте долго уголь в аквариуме, особенно при фильтрации ядовитых веществ, антибиотиков, применяемых для лечения рыб. Хотя это случается и редко, уголь может начать вьделять в воду поглощенные ранее вещества. Следует также иметь в виду, что кроме нежелательных примесей уголь «собирает» и многие полезные микроэлементы, и это может привести к их острому дефициту. Поэтому уголь (равно как и остальные наполнители для фильтра) надо регулярно промывать и менять. Вообще, нужно ли держать уголь в аквариумном фильтре постоянно? Скорее нет, чем да. На наш взгляд, имеет смысл только периодическое его использование. Например, после курса лечения лекарственным препаратом.

Как выбрать хороший активированный уголь? Лучше всего покупать специальный уголь, предназначенный для аквариумов. В качестве наполнителя угольных контакторов можно с успехом использовать отечественный березовый уголь марки БАУ. Старайтесь обращать внимание на следующие характеристики:

• Частицы должны быть мелкими —около 1-2 мм размером (хотя некоторые фирмы делают и крупнее);
• Частицы должны быть твердыми и не блестящими на вид. Если частицы мягкие и блестят — то это скорей всего обычный, не активированный, уголь;
• Уголь должен быть легким — это означает, что в нем много пор. Частицы должны отталкивать воду, а поры наполнены воздухом — в первый момент уголь плавает и если прислушаться, то слышно, как из пор выходит воздух — если уголь тяжелый и тонет, то он не очень хорошего качества; • Уголь не должен содержать большое количество пыли. Перед употреблением уголь желательно промыть в чистой проточной воде от угольной пыли, а затем еще и прокипятить, особенно если после его применения в аквариуме было отмечено снижение показателя рН.

Многие производители предлагают для своих изделий так называемые патронные фильтры: их внешняя оболочка состоит из механического фильтрующего материала (перлоновой ваты), а внутренний патрон, напротив, пуст и предназначен для заполнения его углем, торфом или другой сходной фильтрующей массой. У некоторых моделей фильтров имеется также небольшой отсек для сыпучего наполнителя или синтепона. Поэтому лучше приобретать внутренний фильтр хотя бы с одной дополнительной секцией для возможного заполнения углем.

Сколько угля надо класть? Это зависит от того, для каких целей вы его используете. Например, чтобы вода была кристально чистой, его можно использовать в больших количествах и менять чаще. Рассчитать количество угля достаточно несложно, на 1 литр пресной аквариумной воды должен приходиться 1 гр. угля. С другой стороны его можно использовать в умеренных количествах (около 5-20 гр. на 50 литров) и менять когда вода приобретет желтоватый оттенок. В среднем, хороший аквариумный уголь способен поглощать органику (конечно, при разумном ее количестве в воде) в течение 2-4 месяцев. Но лучше менять его чаще.

Более точных рекомендаций дать нельзя — все зависит от конкретных условий. Если у вас есть неограниченные запасы угля — вы можете менять его часто, если вода приобрела желтоватый оттенок (и вас это беспокоит), то пора менять уголь. Чтобы определить, что вода приобрела желтоватый оттенок, используйте полоску из белого пластика, часть которой покрашена в желто-коричневый цвет (например, фломастером для нанесения несмываемых надписей). Если при погружении в воду граница между белым и желтым не видна, то пора менять уголь. Чтобы проверить, продолжает ли действовать активированный уголь, можно вечером в аквариум добавить немного пищевого красителя — если к утру цвет не исчезнет, то пора менять старый активированный уголь на новый. Если вы отфильтровали антибиотик после лечения болезни в аквариуме — то надо сменить уголь.

Несколько слов по поводу восстановления угля. Полностью восстановить его в домашних условиях нельзя. Если уголь использовался не очень долго, то можно один раз провести частичное восстановление. Существует три способа:

а) уголь прокаливают на металлическом противне, и часть органических веществ сгорает;

б) в промытый уголь засыпают питьевую соду (1,5 ст. ложки на 1 л угля), заливают кипятком и кипятят 15 минут при постоянном помешивании, потом его тщательно промывают под проточной водой;

в) надо прокипятить активированный уголь в дистиллированной воде в течение часа, сменив воду дважды.

Эффективность такого восстановления сомнительна и для старого угля не имеет смысла — лучше взять новый. Некоторые фильтрующие вещества (например, цеолит) можно восстановить, а некоторые, чаще всего химические фильтрующие вещества (например, торф или уголь), нуждаются в регулярной замене. В фильтре активированный уголь и другие наполнители, включая керамику, хорошо держать в отдельных сетчатых мешках — тогда их будет удобнее вытаскивать и промывать.

Теперь несколько слов, почему не стоит злоупотреблять углем в аквариуме. Обычно новички используют его в фильтре, полагая, что это панацея от всех проблем. Уголь не удаляет нитраты и фосфаты, которые являются одной из основных проблем появления водорослей в аквариуме. Наоборот, некачественный уголь будет выделять фосфаты. С другой стороны, уголь будет поглощать необходимые для растений удобрения, например, железо.

Повседневное применение этой процедуры может быть губительным, потому что она удаляет растворенный органический углерод, который не только препятствует отравлению рыб металлами, но и обеспечивает растениям СО₂ и питательные вещества. Конечно, когда на нем поселятся бактерии — они переработают аммиак в процессе биофильтрации. Но использование его для подобных целей дорого. Делая воду кристально прозрачной, уголь замаскирует необходимость смены воды — аквариумист будет полагать, что воду менять не надо, в то время как нитраты зашкаливают.

При регулярной смене воды в аквариуме не должно быть много органики, а если ее много, то надо искать причину — перекармливание рыб в аквариуме и т.д. Желтизна воды — в общем, она не особо мешает в разумных пределах, даже наоборот, аквариум, имеет более натуральный вид с чуть желтоватой водой. Рыб это совершенно не беспокоит. На самом деле химическая очистка не является обязательным звеном в каждом аквариуме. Но изредка рыбы все же болеют, и приходится добавлять в воду медикаменты. А вот после проведения курса лечения совершенно необходимо вытянуть из аквариума остатки лекарства, и уголь здесь просто незаменим. Совершенно неразумно класть в фильтр торф для смягчения жесткой воды, который выделяет органику, придающую воде желтоватый цвет и вместе с ним уголь, который будет поглощать эту органику.

Для удаления нежелательных органических загрязнений аквариумисты обычно поступают по очень упрощенной схеме — ставят в аквариум адсорбционный, или, иначе говоря, химический, фильтр с активированным углем или другими веществами, которые называют сорбентами (натуральными или синтетическими). При этом они считают, что, периодически меняя наполнитель такого фильтра, они решают все проблемы с попутной органикой. К сожалению, это не всегда и не совсем так.

Самое важное при использовании сорбентов — правильно определить регламент их замены. В лучшем случае они просто перестают выполнять свои функции, так как сорбирующие поверхности не могут больше принимать загрязняющие вещества, а в худшем случае происходит спонтанная десорбция — внезапный выброс всего накопленного в них в воду аквариума. Несомненно одно, — избежать стресса у обитателей аквариума не удастся. Особо чувствительные гидробионты испытывают стресс даже при малейшем сбое, поэтому нередко аквариумисты ставят два угольных контактора, которые меняют по очереди, чтобы не было резкого изменения в концентрации из-за лучшей сорбирующей способности свежего действующего вещества.

Процесс озонирования аквариумной воды выполняет одновременно две задачи: дезинфицирует воду и окисляет некоторые органические вещества. Отрицательным действием озона являются его реакции с железом, марганцем, другими необходимыми для жизнедеятельности веществами, которые после удалятся из воды в виде нерастворимых оксидов, поэтому при применении очистки озоном особенно важно выбрать необходимую дозу, а после отфильтровать воду через угольный фильтр. Воду из этого сосуда следует подавать в аквариум через угольный фильтр, с помощью которого удаляют следы растворенного озона, предупреждая их попадание к рыбам. Даже пропущенная через активированный уголь озонированная вода почти полностью сохраняет бактерицидные свойства.

В итоге можно порекомендовать периодическое использование угля — например, до внесения в аквариум антибиотиков и других медицинских препаратов. При этом удаляется органика, которая снижает эффективность лекарств. Аналогично можно использовать уголь для удаления лекарств после лечения. После лечения свободная медь из примененных лекарств должна быть удалена путем частичной подмены воды, а после этого необходима фильтрация через активированный уголь. Воду могут окрашивать некоторые лекарственные препараты (например, акрифлавин и метиленовая синь). Такой тип окрашивания воды можно, после прохождения курса лечения, устранить с помощью фильтрации воды через активированный уголь. Часто цветной гравий также окрашивает воду в различный цвет. Если у вас розовый гравий, а вода приобрела красноватый оттенок, вам поможет обычный активированный уголь.

Содержание хлора в водопроводной воде может колебаться в зависимости от местности, времени года и других условий. Надежным способом является стадсорбционный метод — прогон хлорированной водопроводной воды через активированный уголь, хлор адсорбируется на нем, и вода освобождается от токсичного компонента. Древесный уголь можно вносить, включая его в состав питательных шариков, изготовленных из глины и торфа. При эпизодическом использовании угля — следите, чтобы в порах не образовались анаэробные условия.