Биологическое разложение нитратов

Дитер Унтергассер

Нитраты являются конечным продуктом круговорота азота и процесса нитрификации. Нитраты относительно нетоксичны и накапливаются в аквариумной воде. Они вредны для рыб при уровне содержания выше 50 мг/л N03 и приводят к размножению водорослей. Однако так бывает не всегда! При определенных обстоятельствах биологическое разложение нитратов также может происходить в аквариуме.

Биологическое разложение нитратов специальными видами бактерий называется денитрификацией. Денитрифицирующие бактерии не является анаэробными бактериями, как это часто утверждается, они – аэробные бактерии, способные поменять направление своего обмена веществ на так называемое "нитратное дыхание". Лишенная кислорода среда не является необходимым условием для достижения денитрификации. Зон с низким уровнем содержания кислорода вполне достаточно для этого. Каким образом Вы можете добиться этого, не причиняя вреда животным в аквариуме?

По существу, имеются три возможности для того, чтобы снизить уровень содержания нитратов посредством биологических процессов. Самая известная – потребление нитратов быстро растущими аквариумными растениями. Они также потребляют фосфаты, что приводит к снижению количества обоих вредных веществ. Кроме того, обильно растущие растения, регулярно удобряемые, также обеспечивают здоровые условия в аквариуме.

Биологическое разложение нитратов также происходит в фильтрующем материале sera siporax Professional. Благодаря трехмерной соединенной пористой структуре, которая простирается по всей длине стенок колец sera siporax, вся конструкция создает обедненные кислородом зоны в более глубоких порах. Селящиеся там бактерии разлагают нитраты. Это происходит через несколько недель после помещения sera siporax в фильтр, когда бактериальные пленки сформируются в более глубоких порах.

Процессы нитрификации происходят во внешних зонах стенок колец sera siporax, где производятся нитраты. Затем они переносятся с током воды в более глубокие пористые структуры. Переносящая их вода, однако, содержит мало кислорода, так как большая его часть была израсходована во внешних частях колец во время нитрификации. Бактерии, обитающие в бедных кислородом порах, способны поменять направление своего обмена веществ и получать необходимый им для дыхания кислород из иона нитрата. От него, в итоге, остается только азот (N2), который в виде газа улетучивается из аквариума.

Денитрификация в грунте

При создании нового аквариума, может быть рекомендовано создание управляемой денитрификации в грунте. Это и есть вышеупомянутая третья возможность биологического разложения нитратов. Для этого донный нагреватель-кабель прикрепляется к стеклу дна аквариума при помощи присосок (рис. 1). Кабель должен быть уложен петлями с расстоянием между ними 7-8см. Если расстояние будет меньше, то эффекта не будет. Этот кабель является маломощным нагревателем-кабелем, включаемым/выключаемым при помощи выносного датчика контроля температуры и электронного регулятора (контроллера). Температура грунта, которая регулируется термостатом нагревателя, должна быть на один или два градуса выше температуры воды. Теперь дно на высоту уложенного кабеля покрывается sera Professional foreground. Поверх укладывается слой sera floredepot – грунта, содержащего питательные вещества. Затем укладывается слой тщательно промытого гравия (размер обломков 3-4 мм) высотой не менее 6 см (рис. 2). Мелкий гравий или песок для этих целей не подходят, так как они препятствуют току воды.

Тепло, исходящее от кабеля, способствует слабому движению воды в грунте. Нагретая вода поднимается вверх над кабелем, а холодная опускается в более прохладные зоны между петлями кабеля (рис. 3). Таким образом, богатая кислородом аквариумная вода всегда опускается ко дну. Здесь и происходят биологическое разложение и процессы нитрификации, потребляющие кислород. Нагретая вода с низким содержанием кислорода поднимается вверх. Живущие здесь бактерии, добывают необходимый им для дыхания кислород из нитрата, разлагая его до газа азота. Бактерии, способные к денитрификации, также входят в состав sera filter biostart.



Преимуществом этой системы является отсутствие образования ила в грунте, так как ил, погружаясь, разлагается, попадая в обогащенную кислородом среду. Эффективно предотвращается образование зон гниения и возникновение токсичных гнилостных газов. Грунт в целом работает как дополнительный биологический фильтр. Грунт развивает свою активность за короткое время, а денитрифицирующее действие остается на долгие годы. Благодаря току воды корни растений постоянно снабжаются питательными веществами, и растения, следовательно, развиваются гораздо лучше, что является еще одним преимуществом.

В течение первых 30 дней после ввода в эксплуатацию sera набора для подогрева грунта уровень содержания нитратов в воде постоянно снижается и устанавливается в пределах от 6 до 8 мг/л N03, если грунт уложен в соответствии с рекомендациями фирмы sera и аквариум не перенаселен. Вы можете контролировать уровень содержания нитратов с помощью sera nitrate-Test, который работает очень точно, в особенности в диапазоне низких концентраций. Если через некоторое время вы отключите sera набор для подогрева грунта, то уровень содержания нитратов повысится в течение нескольких дней и вскоре достигнет значения выше 35 мг/л N03. Sera набор для подогрева грунта - это превосходный метод поддержания низкого уровня содержания нитратов.



Изменено 13.11.14 автор sera-online

sera-online
Денитрифицирующие бактерии не является анаэробными бактериями, как это часто утверждается, они – аэробные бактерии, способные поменять направление своего обмена веществ на так называемое "нитратное дыхание"

Извините, но вы сами себе противоречите :

Процессы нитрификации происходят во внешних зонах стенок колец sera siporax, где производятся нитраты. Затем они переносится с током воды в более глубокие пористые структуры. Переносящая их вода, однако, содержит мало кислорода, так как большая его часть была израсходована во внешних частях колец во время нитрификации. Бактерии, обитающие в бедных кислородом порах, способны поменять направление своего обмена веществ и получать необходимый им для дыхания кислород из иона нитрата. От него, в итоге, остается только азот (N2), который в виде газа улетучивается из аквариума.

Вначале Вы указываете что денитрификаторы являются аэробными бактериями, т.е им необходима среда с присутствием кислорода, а потом выясняется что Вы так описываете процесс анаэробного дыхания.

Если перейти от общих слов к реалиям

цитата---При возникновении плохих аэрационных условий (содержание растворенного кислорода менее 1 мг/дм3) нитрификация прекращается, а анаэробные условия могут послужить развитию денитрификации (схема 2.3, раздел IV). Денитрификация осуществляется многоступенчато. В основном ее обеспечивают денитрифицирующие бактерии.
На активность денитрификации влияет много факторов: наличие органического углерода, содержание нитратов и кислорода, температура, рН. Нитраты используются микроорганизмами-денитрификаторами как акцепторы электронов. Для их нормальной жизнедеятельности требуются безкислородные условия. Допустимая температура от 5—50 С, оптимальная — 10—35 С. Диапазон рН 7,0—9,0. К токсическому действию поллютантов денитрификаторы менее чувствительны, чем нитрификаторы. При денитрификации выделяется кислород — 2,86 мг при распаде нитратов и 1,73 мг при распаде нитритов на 1 мг азота.
Процесс одновременной нитрификации—денитрификации постоянно присутствует на всех сооружениях, обеспечивающих глубокую нитрификацию, поскольку всегда имеются анаэробные зоны на разных участках биологической очистки. Кроме того, одновременная нитрификация-денитрификация развивается в крупных хлопьях ила, как показано на следующем рисунке.
На сооружениях биологической очистки сам по себе процесс денитрификации положительный, поскольку позволяет освобождать воду от окисленных форм азота, а сочетанием процессов нитрификации и денитрификации можно снижать содержание неорганического азота на 90% и общего азота на 80—95%.

Что касается этого

сообщение sera-online
Для этого донный нагреватель-кабель
Температура грунта, которая регулируется термостатом нагревателя, должна быть на один или два градуса выше температуры воды.
Тепло, исходящее от кабеля, способствует слабому движению воды в грунте. Нагретая вода поднимается вверх над кабелем, а холодная опускается в более прохладные зоны между петлями кабеля (рис. 3). Таким образом, богатая кислородом аквариумная вода всегда опускается ко дну. Здесь и происходят

Так ни чего здесь не происходит, по одной простой причине.
Ни какого перемещения водных масс не происходит и температура грунта, не будет выше воды.
Такое может быть в аквариумах без фильтрации, без грелок, где происходят суточные колебания температуры.
В аквариумах с фильтрами и грелками, где вода постоянна и много перемешивается, температура воды и грунта одинаковая. При чем в современных условиях и обустройствах аквариума, температура одинакова и днем и ночью, без каких бы то ни было суточных колебаний.

Ремарка.
Приведенной описание, соответствует природным перемещениям масс воды. Но даже в природе в жаркие времена, когда верхние массы вод нагреваются и за ночь не остывают ниже температур придонных масс воды, образуется тепловая пробка.....
Добавлю, ибо проверено.
Даже в аквариумах без оборудования, т.е. без перемешивания водных масс, за счет подогрева лампами верхних слоев, так же образуется тепловая пробка и грунтовой нагреватель, выполняет такую же роль, как трость у козы.
Т.е. даже в присутствии суточных колебаний, нагреваясь с верхних слоев и с низу, температура быстро сравнивается, как под прессом, чик и все.
Подогрев грунта, может иметь место, без движения массы воды, а значит отсутствия фильтрации и установки куллеров на обдув поверхностных вод.
ИМХО, в аквариумистике, где малые объемы и прямая зависимость от всего, лукавство-хуже воровства.

Изменено 26.12.13 автор Чейз

Изменено 26.12.13 автор Чейз

Изменено 26.12.13 автор Чейз

Sebbb

Не вижу противоречия.
Денитрифицирующие бактерии это факультативные анаэробы. Они могут жить как в аэробных условиях (в этом случае акцептором электронов служит молекулярный кислород), так и в условиях с малым содержанием кислорода – аноксидных (в этом случае акцептором электронов служит кислород нитратов или нитритов).

Насчет реалий.
ИМХО интенсификация денитрификации в аквариуме чревата неприятными последствиями.
Во-первых, большинство бактерий восстанавливают нитрат только до нитрита.
Во-вторых, для полного восстановления нитратов (до газообразного азота) необходимо чтобы соотношение азота нитратов к углероду органических веществ, доступных для бактерий (N:C) было минимум 1:3, иначе денитрификация будет не полной и в воде будут накапливаться продукты неполного восстановления нитрата - нитрит, окись и закись азота. При таком количестве органики вода в аквариуме будет приближаться по качеству к сточной.

По поводу присосок, может кому будет полезна информация.
Константин Кучеренко

Если кто не знает его, работа №24 http://www.aquafanat...
цитата---Я несколько лет использовал кабели. Ничего плохого сказать не могу, но и какого-то особенного положительного влияния не заметил. При этом кабель доставляет определенные неудобства, так как может быть частично вытащен из грунта при пересадке растений. Если вдруг будете использовать, на прикрепляете его ко дну на штатные присоски: оне не держат. Лучше положить на дно лист оргстекла с дырочками и к не нему намертво привязать кабель.
Грунтовый термокабель. Насколько он важен и нужен?

Изменено 26.12.13 автор Чейз

Учитывая проявленный интерес к этой важной теме, предлагаем Вашему вниманию следующую статью - Разложение азотосодержащих отходов .

Местное население как всегда враждебно настроено к новинкам Вот пример использования Зипоракса. Морской тонник с 174 литрами зипоракса. Там правда еще пенник стоит с сампом. Нитраты и нитриты по нолям.

Изменено 15.8.14 автор Marlinskiy

Видимо, стоит пояснить о чем идет речь -

sera siporax Professional
В биопленке из sera siporax Professional растут не только нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии, но и бактерии разлагающие органическое вещество. Вследствие этого отмирающие бактерии разлагаются биологическим путем, не закупоривая поры.
P.S. обратите внимание как установлены цилиндры sera siporax Professional для лучшего движения воды.

Изменено 15.8.14 автор sera-online

sera-online

Постойте!...так выходит Sera siporax нужно укладывать во внешний фильтр
каким то хитрым способом?...а не просто насыпать как попало?
Тогда подскажите как именно его укладывать!

zercon

сообщение от Marlinskiy
Вот пример использования Зипоракса.

способ был показан совсем не хитрый, кольца были установлены друг на друга, с целью образования вертикальных цилиндрических колодцев.

Изменено 30.3.15 автор sera-online

sera-online

ХМ....а почему в анатации к ведру Sera siporax 10л
не чего про такой способ укладки не написано?
Хотя я уложил как вы и посоветовали.

zercon

Сейчас наш диалог носит информационный характер, а не рекомендательный, обмен мнением, так сказать, как лучше уложить кольца Sera siporax, возможно, кто-то уложит кольца горизонтально?
главное это эффективно направить движение аквариумной воды сквозь стенки кольца Sera siporax!

Изменено 24.3.15 автор sera-online

sera-online

Спасибо за информацию! Я так и думал, что
это поиск оптимального решения!