Причины
Аммоний (NH4+) образуется в процессе разложения белков, а также мочевины. Источниками являются отмершие части растений, экскременты рыб и моллюсков, моча. В природе объём воды, приходящийся на каждую рыбу очень большой, поэтому ненужные вещества имеют очень низкую концентрацию. В аквариумах, однако, может потребоваться всего несколько часов, чтобы концентрация аммиака достигла опасного уровня.
Процесс
Если вкратце, то преобразование происходит в два этапа: сначала ионы аммония преобразуются в нитриты, а нитриты — в нитраты. Накопление ионов аммония и нитритов опасно для обитателей, а нитраты не то что бы совсем безопасны, но большинство жителей аквариумов выдерживают гораздо большие их концентрации, поэтому нитраты накапливаются, пока не будут выведены с подменами. Рассмотрим процесс подробнее:
Сначала мертвые органические остатки становятся добычей сапрофитных микроорганизмов — бактерий, грибов, простейших, которые расщепляют целлюлозу, содержащуюся в растительных клетках, сбраживают сахар. В результате из белков образуются аминокислоты и другие составляющие, в том числе аммоний. Часть NH4+ может быть усвоена растениями, другая часть подвергается дальнейшим трансформациям. Сначала бактерии рода нитрозомонас (Nitrosomonas) превращают аммоний в нитриты (NO2), бактерии рода нитробактер (Nitrobacter) образуют затем из них нитраты (NO3). Часть нитратов поглощается растениями, остальные остаются в воде. Нитраты являются веществами, довольно токсичными для рыб. Накопление NO3 провоцирует появление различных заболеваний и отравление. Чтобы уменьшить концентрацию нитратов в аквариуме, воду следует регулярно подменивать свежей.
Микроорганизмы, принимающие участие в процессе образования нитратов, называются нитрифицирующими, а сами превращения азота — нитрификацией. В процессе такой трансформации азота поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Значит, микроорганизмы нуждаются в притоке богатой кислородом воды, поэтому их называют аэробными. Хотя эти бактерии могут находиться в любом месте водоема, но в аквариуме они концентрируются в фильтре и местах с хорошим течением: здесь сапрофиты находят и приток питательных веществ, и достаточную концентрацию кислорода.
Как установить азотный цикл?
Полезные разновидности нитрифицирующих бактерий присутствуют везде (например в воздухе). Поэтому, как только в аквариуме появляется источник аммония, желательные бактерии сразу же начинают образование колонии в фильтре. В процессе становления азотного цикла уровень аммиака растёт, а затем резко падает, поскольку появляются бактерии, образующие нитрит. Поскольку бактерии, образующие нитрат, ещё не начинают появляться, пока в воде не присутствует нитрит в существенных количествах, уровень нитрита сильно возрастает и продолжает расти, поскольку аммиак преобразуется в нитрит. Как только в аквариуме появляются бактерии, образующие нитрат, уровень нитрита начинает падать, а уровень нитрата расти, и в аквариуме устанавливается полный «цикл азота». Обычно это выглядит в новом аквариуме как помутнение воды (бактериальная вспышка) — не стоит бросаться подменивать воду, как только азотный цикл установится, вода снова станет прозрачной.
Для ускорения процесса в продаже есть специальные средства: от азотных соединений, позволяющих быстрее вызвать бактериальную вспышку до культур бактерий. Если вы хотите ускорить становление азотного цикла, вам нужны нитрифицирующие бактерии.
В магазинах так же продаются культуры гетеротрофных бактерий, которые живут в грунте и на стенках и перерабатывают органику. Это крайне полезные бактерии, но они не смогут помочь установке азотного цикла. Будьте внимательны: большинство продавцов в зоомагазинах не понимают разницу и, вероятно, попытаются вас убедить, что для установки азотного цикла подойдут гетеротрофные бактерии.
