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如何建立硝化系统,硝化系统建立的标志是什么?

 隐形藏獒 2019-12-23
本帖最后由 史蒂夫范 于 2015-6-29 10:44 编辑

硝化系统何时建立是很多新手关心的问题,首先定义一下“硝化系统建立”,这里是指硝化细菌缸内繁殖和发挥作用,使得有毒物质氨和亚硝酸盐都处在极低的水平,对鱼来说是非常安全的一种状态。


硝化系统指以硝化菌为核心,用于消除水中硝酸盐的生物净水系统,在氮循环水质净化中相当重要的角色。在自然界水体自净的生化部分依次分为三个步骤进行:氨化系统,硝化系统,反硝化系统。人工制造的水体生物净化过程中硝化系统是需要最长时间才能建立的,因此人们会把整个小型水体生物净化过程误叫“硝化系统”。人工建立的“硝化系统”其主要包括物理净水设备(水泵,底沙等),水草(生产者),鱼类(消费者),异养菌,和硝化菌 。在水族鱼缸里面建立起稳定的硝化菌此能保证水质稳定。


硝化系统建立标志的说法看到过不少,例如水由浑浊变清澈就是最常见的一种说法,还有的人说在缸内看到了菌膜,以及磁环变色等等,更玄的还有观察水的状态。这些说法有没有根据呢?我看了很多的资料,持这些观点的人没有任何一个提供过相关的证明,完全是自己的一种猜测或想象。之所以有这些误解是因为他们对硝化细菌及它的作用缺乏了解。


目前,判断硝化系统建立唯一准确的方法是对水中的氨/铵、亚硝酸盐、硝酸盐的含量进行跟踪测试,其它任何通过观察得出结论的都是不可靠的。这对于新手来说较难做到,但是如果你相信那些没有确实根据的说法,有可能会蒙受损失。


那么,为什么“水由浑浊变清澈”是建立硝化系统的标志这一说法如此流行呢?我们来分析一下。


这种说法主要是这样来描述的:在开缸不久后缸内会产生白色的浑浊,而不久以后硝化系统建立,造成浑浊的物质被分解,水变清了。这种说法本身是错误的,硝化系统与浑浊没有关系。但是开缸浑浊确实是很多人遇到的问题,而且一段时间后的确水清了,这又是怎么回事呢?实际上,我认为比较合理的解释是“开缸后缸内有机物增多造成的生物性浑浊”,具体是这样的,开缸进鱼后,缸内有机物会突然增加,引发腐生细菌大量繁殖,细菌本身很小且无色,但当细菌在水中过多繁殖达到某个数量后,会产生白色的浑浊,这种浑浊会在一段时间后自动消失,但可能持续一两周的时间或更长,正因为如此,浑浊到水清这个过程被人们误以为是硝化系统建立的过程。


有的人可能会说,我还没有放鱼怎么水也浑了呢?那就请你想一想有没有添加过“硝化细菌”?有些硝化细菌闻上去很臭,实际上很可能只是所谓的硝化菌培养液,并非真正的硝化细菌,实际上就是一些含蛋白质的有机物,而真正的硝化细菌基本上是无色无味的。这些有机物倒在缸里同样会使腐生细菌繁殖,出现白浊现象。有些人看到水浑不清认为硝化菌不够继续添加,造成越浑越加、越加越浑的恶性循环,长时间浑水而无法澄清。这样的“硝化细菌”实际上没用,如果你非要用的话还是少放为好。


开缸出现白色浑浊并不可怕,处理得当就不会造成危害,而且一般会自行消失。但是,如果把这时候的水清澈作为硝化系统建立的标志则危害不小。前面说过白浊到消失可能持续一两周时间,而这时硝化系统并未完全建立,水中有害物质仍处在较高的浓度,如果这时候贸然进鱼,很有可能造成伤亡。因此,如果没有条件进行水质的测试,请务必养水一个月以上才可能会比较安全。


另一方面,开缸过程不一定会出现白浊的现象。我的缸有五个多月了,从未添加过硝化细菌,开缸并未发生浑浊现象,水很清澈,难道我的滤材里面没有硝化细菌?实际上,我缸内的鱼是分三批进入的,持续一个多月的时间完成,可见,控制缸内鱼的数量可以避免白浊现象的产生。


至于其他所谓“硝化系统建立标志”就不一一解释了。开缸之后,由于生物的进入缸内会发生很多的变化,而人们往往想当然的认为这些与“神秘的”硝化细菌有关,实际上并没有根据,而是人们对它的了解太有限了。


最后,给新手开缸提一点建议,硝化系统的形成不是靠添加硝化细菌就可以的(有的新手企图在没有过滤的裸缸内加“硝化细菌”)。设置合理的过滤非常重要,因为这是硝化细菌的住所,加上控制进鱼的节奏硝化系统就会自然的建立起来,你所需要的就是耐心的等待,这一般需要一两个月时间,少于这个时间是很难做到的。如果哪个鱼店老板告诉你加了他的硝化细菌几天就能养鱼的话,要么是他不懂,要么就是在骗你。


水体自净化工作过程


整个系统物质循环链主要呈现以下流向(以鱼缸为例子):

鱼料和水草(有机物)--鱼-->鱼的废物--异养菌--> 氨--硝化菌-->亚硝酸盐(毒素) 硝酸盐-->水草及氮气

相对是氨化,硝化,反硝化三大过程

而物理净水设备主要是提供大量氧气及硝化菌栖息地。

氨化作用是将大海江河湖泊池塘里面一切生物生活所排放的粪便或是人为倒入的人类的粪便等含氮有机化合物分解并释放出氨(NH3/NH4)的过程

硝化作用是将氨化作用产生的氨先转换为亚硝酸盐(NO2-),再转换为硝酸盐(NO3-)的过程。

反硝化作用是将硝化作用产生硝酸盐的转换为氮(N)的过程。

氨化作用是这三个步骤中最复杂,参与细菌种类最多的过程,是日常生活中所见的,一块猪肉放一个地方一直不管,它就腐烂发臭,最终凭空消失只剩一点残渣的过程。我们把这些菌统称为腐生类细菌(异养菌),因为参与的细菌种类非常之多,这当中有很多能让人得病的菌,在人的角度来说,这属于有害菌,所以你才不能把这块布满腐生类细菌的烂猪肉吃下去,自来水厂才需要把这类菌杀的一干二净之后才能出厂。但相对于水来说,没有这些菌,它的自净能力的第一步都没法完成,因此人工建立硝化系统第一步是--养水,为这类菌的繁殖创造时间与空间。

氨化作用所产生的氨是一种很有趣的物质,它是构成人体和一切生物的成分,(氨构成氨基酸,氨基酸构成蛋白质,蛋白质构成细胞,细胞构成生物)但单纯的氨对几乎一切生物却又都是有毒的,所以有了下一步----硝化作用。

参与硝化作用的细菌只有两种,先由亚硝酸菌将氨结合氧转换为亚硝酸盐,再由硝酸菌将亚硝酸盐结合氧转换为硝酸盐,亚硝酸盐是剧毒,人类食入0.3~0.5克的亚硝酸盐即可死亡,但硝酸盐基本无毒,是所有植物的肥料。在自然界里,一部分的硝酸盐由植物吸收,一部分作为反硝化作用的原料进行下一个步骤。

在自然界里,这一切的作用都发生于水体下面的泥沙中,泥沙的表层,活跃着氨化作用的腐生类细菌,泥沙的中层,活跃着硝化细菌,在泥沙的深处,(15CM深度以下)因为水流基本静止,而中层活跃的硝化细菌进行硝化作用的时候耗除了水中的氧,使这里的水成了不含氧的水,于是活跃着另外一种菌落----厌氧菌,这些菌把硝酸盐转换为氮气并排放到大气中,这就是自然界的整个循环。

在上述过程中可以看出,硝化系统是整个物质循环里面不可缺的关键因素。


鱼缸里的水体自净化


因为硝酸菌是依附在土里的,而不是在水里,而也正正就是因为这样,使普通鱼缸难以实现反硝化作用。在鱼缸里,铺上一层15CM厚度以上的泥沙非常不现实,故氨化作用发生在过滤棉上(主要是生化棉),硝化作用发生在玻璃环等滤材上,因为过滤里水的高速流动,其产物硝酸盐一并溶于水里,即便让水再经过有15CM厚度以上的泥沙做成的设备,其下方可以有无氧环境,但水却不能得到很好的互换,根本就没有效率。

多数人养鱼,目标是水清鱼靓。而氨化作用是水清的必要因素,它把所有的令水不清的东西都分解掉了,到氨化作用这一步,水就清了,但事物总是两面性的,氨化作用让水清了却产生了氨,这对鱼有害,所以要鱼靓,还必须要有硝化作用来转换掉氨。可很多新手连水都还不会清,氨化系统都没有,何来硝化系统。既然氨化作用才是水清的关键,为何大家都在说硝化系统呢?我想这是因为多数人都是已人类的日常生活经验来看待事物的,参与氨化作用的菌,基本都是对人有害的菌,心里上就有障碍,所以很多新手就经常干着这样的事,一方面想水清,一方面却在那消毒杀菌。其实人跟鱼的生存条件是不一样的,你把你家缸壁上的细菌和脏东西吃下去,你估计得上医院,但是清道夫把它吃下去,它却长大了。

另外一个原因,可能是因为这类菌的生长条件不苛刻,生长繁殖速度还惊人,自然就会有,无需理会,不需要重视。是的没错,但是,这是相对的,如果你了解一个细菌有多大,要分解一颗最小的鱼饲料需要的菌的数量是亿以上的数量级的话,你大概就能明白,一个又高锰又干啥消毒出来的无菌环境的缸,要让细菌繁殖起来并产生肉眼可见的水的变化,需要多长的时间。如果还不明白,你可以看看一块猪肉,在25度左右的温度下,要腐烂到无踪无影,需要多长的时间。时间单位显然是月。

如果是新开缸,还是在一个月后,才谈硝化系统吧,很多人对硝化细菌比较纠结是因为它看不见摸不着,显得神秘。但事实上并没什么,就是一种非常自然的现象。氨化作用到了一定的程度,自然就会生长,就跟把水加热到一定的温度,水就会沸腾一样。把缸放那里一直不管它,就算是裸缸,缸壁缸底也会有硝化细菌,只是量太少,起不到作用,跟一根蜡烛无法烧开一桶水一样。只要滤材足够,菌是一定会有的,只是时间的长短问题罢了。

另外在淡水缸,硝化作用在酸性水体里,早期反而是鱼的杀手。氨化作用产生的氨,在水中的有两种不同的形式,一种是氨(NH3),另一种是胺(NH4)。氨有剧毒,胺无毒。氨和胺在水中是根据PH值来互相转化的,PH越高,水中所含有毒的氨(NH3)的百分比也越高。例如PH=9时,水中有25%的总氨是有毒的氨(NH3),PH=7时有毒氨的含量只占总氨的1%。在酸性水中,有毒的氨(NH3)基本不存在,所以鱼是不会氨中毒的,但在亚硝酸菌的作用下出来的NO2-却是可以让鱼中毒的,当然NO2-不会一直的升高,因为硝酸菌会跟上来。之所以很多文章帖子会说到硝化系统,早期是因为海缸而提出,第一海水含盐高,这不利于各种菌的繁殖,生长条件苛刻。第二海水碱性,这让氨以NH3的形式存在的比例高,鱼会中毒。第三人工海水换水不易,必须依赖于其自净能力来保持水质不恶化。不过论坛的多数人是北方的,北方的水偏碱,硝化作用还是需要重视的,但也远远不比海缸。


误区


1.硝化系统能清除鱼的便便 --对不起,清除便便的任务是氨化系统

2.硝化系统能杀灭病菌 -- 虽然硝化系统会释放出一定的亚硝酸盐,但很快就被变为硝酸盐,这过程中间亚硝酸盐浓度难以令病菌消灭。

3硝化菌需要大量氧气--硝化细菌叫好氧菌是为了区分于厌氧菌,厌氧菌是接触到氧就很快死亡的菌,这个好字不是喜好的意思,它有氧就行,不是需要大量的氧,水中氧的含量低到所有的鱼都死了,它还能正常工作,同时也不需要高速的水流,这点是很多有关硝化细菌的文章的错误。

4.加入硝化菌就能令水体澄清--这是最大的误区,硝化系统只是净化过程的其中一个环节

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