Кислород в аквариуме

Для понимания природы биологических процессов в аквариуме и создания идеальных условий для водных обитателей, аквариумисту необходимы элементарные знания тех процессов, которые происходят в нашем искусственном водоеме. Лучшим примером всегда была и остается природа! В современной действительности, техногенный прессинг, который человек оказывает на природу, уже привел к исчезновению многих видов животных и растений, как на суше, так и в воде. Многие виды рыб и растений, которых мы содержим в аквариумах, уже стали исчезать в естественной среде обитания, и, поэтому, особенно важно сохранить исчезающие виды хотя бы в условиях аквариума. А для этого аквариумисту необходимо постараться создать условия, максимально приближенные к природным, именно тогда водные обитатели проявят всю палитру красок, порадуют бойким поведением, отменным аппетитом и, конечно же, дадут потомство. Соотношение рыба-объем, жесткость воды (GH, KH), водородный показатель (pH), подбор фильтрующей системы - всё это активно обсуждается, а вот тема про содержание кислорода в воде, необходимое для водных обитателей, часто проходит вскользь. В этой статье мы вспомним про кислород!

 Еще с начальной школы всем нам известно, что для всех живущих организмов на Земле кислород является важнейшим жизненным элементом, так как все дышат. Дыхание это и есть поглощение кислорода! Поступая в клетки тела животного или растения, кислород вступает в реакцию с выделением энергии, которая идет на те, или иные жизненные процессы. В процессе дыхания образуется углекислый газ (СО2), который выводится из организма, так как он действует как яд. Для того чтобы понять процессы дыхания животных и растений нам необходимо понять физические процессы растворения кислорода и углекислого газа в воде.

Кислород в аквариуме

Итак, основные газы, растворенные в воде - это углекислый газ, кислород и азот. Количество этих газов в воде отражает их разную растворимость, соотношение растворимости углекислого газа, кислорода и азота примерно равно 70/2/1. Растворенные газы присутствуют в воде вследствие поступления из атмосферного воздуха или образуются в самом аквариуме. Кислород образуется в результате фотосинтеза, при наличии живых растений в аквариуме, а в их отсутствии только из атмосферного воздуха и аэрации. Для кислорода коэффициент диффузии в воздухе равен 11, в воде  0,000034, т. е. примерно в 320 тыс. раз ниже! А это означает, что условия для добывания кислорода у водных организмов намного хуже, чем у наземных. Хочется сказать, что в результате диффузии в стоячей воде, молекула кислорода может погрузиться на 1 см за час, т. е. в течении суток, без перемешивания воды, молекула не дойдет до дна аквариума, и соответственно не сможет обеспечить необходимого содержания кислорода у дна аквариума, где живут необходимые для всей системы аэробные микроорганизмы. Именно поэтому, модные сейчас аквариумы-шары с лабиринтовыми рыбками очень не стабильны, особенно при возможном перекорме рыбы. Нужных бактерий нет, некому перерабатывать остатки корма и экскременты, параметры воды буквально скачут, рыбы слабеют и погибают! Такие ситуации очень часто встречаются у новичков, которые упорно верят, что в аквариумах с лабиринтовыми рыбками не нужна никакая техника, они же дышат атмосферным кислородом! Они - да, а бактерии?!

В воде содержание кислорода в 20-30 раз меньше чем в  том же объеме воздуха.

Количество кислорода, который может раствориться в воде, называется нормальным. Коэффициент растворимости кислорода при 0 С0 равен 0,04898 и в случае нормального давления этого газа, равного 60 мм. рт. ст. (210 мл. О2 в 1л. воздуха), в 1л. воды будет растворено - 210*0,04898=10,29О2.. С повышением температуры и солености воды коэффициент растворимости уменьшается и нормальное количество кислорода снижается. При температуре 10С0 максимальная растворимость кислорода составляет 11,3 мг/л, при 25С0 -8,2 мг/л, а в морской воде, при 25 С0 - 4,8 мг/л.

Содержание кислорода в аквариуме зависит от равновесия между процессами потребления (на окисление органики, дыхание) и пополнения (фотосинтез, аэрация, поверхностная диффузия). Понятно, что потребление кислорода связано с количеством аэробных (потребляющих кислород) организмов, чем их больше, тем быстрее потребляется кислород. Необходимо не забывать, что потребляют кислород не только рыбы, но и растения, и бактерии. Деятельность бактерий существенно влияет на содержание кислорода, а численность бактерий зависит от количества органического вещества в аквариуме. Поэтому в аквариумах, в которых регулярно проводится очищение грунта от излишков органических веществ, содержание кислорода всегда выше по сравнению с загрязненными органикой. Давно запущенные аквариумы с большим количеством ила на дне по происходящим  биологическим процессам очень похожи на озера эвтрофного типа. Во время летней и зимней стагнации, в озерах наблюдается дефицит кислорода в придонном слое и создаются анаэробные (бескислородные) условия. В старом аквариуме верхний слой грунта с большим количеством органики еще содержит кислород, а нижний слой, как в случае с эвтрофным озером, переходит в анаэробную зону, а это чревато образованием сероводорода и метана, крайне опасных газов. Честно говоря, я немного сгущаю краски, и такие условия крайне редко возникают в аквариуме, это нужно уж очень лениться и не чистить аквариум, и так сильно запустить его. Скорее всего, рыба погибнет в таком аквариуме по ряду других причин, а не от недостатка кислорода, и уж точно раньше, чем он закончится! С другой стороны, в природных реках, ручьях из-за постоянного перемешивания воды зон с резким недостатком кислорода не наблюдается, поэтому подбирая фильтрующую  технику для нашего аквариума необходимо обращать внимание на ее производительность. Фильтр должен пропускать через себя минимум 2-3 объема аквариума в час.

По отношению к кислороду организмы делятся на эвриоксибионтных( которые могут жить в широких приделах колебания кислорода) и стенооксибионтных (колебания кислорода должны быть небольшими). Концентрация кислорода, необходимая для нормальной работы всех органов рыбы, различается и зависит от размера рыбы (крупной рыбе нужно больше кислорода), возраста ( скорость и уровень обмена веществ различается у старой и молодой рыбы), общего физиологического состояния (в стрессе, например, во время долгой транспортировки, потребление кислорода возрастает). Потребность в кислороде всегда выше у тех рыб, которые в природе живут в быстрых реках или очень активны, например, данио-рерио. Минимальная необходимая концентрация для этих рыб кислорода составляет 5 мг/л. Данио довольно легко переносят понижение содержания кислорода, т. к. держатся преимущественно в верхнем слое воды, где содержание его всегда хорошее. Понаблюдав за теми же данио, замечаешь, что если рыбки опускаются до дна аквариума и весело резвятся, используя всю толщу воды - содержание кислорода оптимальное и для других рыб. Для малоподвижных рыб, например, сомика агамиксиса, достаточно концентрации кислорода- 1мг/л. Так же необходимо помнить, что обмен веществ у пойкилотермных животных зависит от температуры окружающей среды, и чем она выше, тем обмен быстрее, и соответственно необходимо большее количество кислорода. Например, карпы кои в пруду при температуре воды 3С0 потребляют 8мг кислорода на килограмм веса, а при 25С0  - 240мг.

air pump sicce

Исходя из вышесказанного, при содержании рыб в аквариумах необходимо поддерживать высокий уровень кислорода и низкий углекислого газа (если это не аквариум-травник). Этого можно добиться путем простой аэрации при помощи компрессора и распылителя, дающего наименьшие по диаметру пузырьки. Чем меньше диаметр пузырька, тем медленнее он поднимается к поверхности воды, и, значит, увеличивается время диффузии, кислород лучше и быстрее насытит воду кислородом. Рекомендуется устанавливать распылитель недалеко от выхода фильтра, так чтобы пузырьки захватывались током воды и разносились по всему аквариуму, тем самым улучшается растворимость кислорода.

Если у нас аквариум-травник, с большим количеством растений, мы стараемся создать условия для хорошего фотосинтеза-яркий свет, дополнительная подача углекислого газа, внесение удобрений и т. д. В результате сами растения выделяют просто колоссальное количество кислорода, растения, словно жемчугом, покрыты  пузырьками кислорода. Но в любом случае необходимо рассчитывать количество рыб на данный объем аквариума.

Итак, мы все правильно сделали, подобрали количество рыбы для аквариума, установили оборудование, установили биологическое равновесие и запустили рыбок. У нас и у рыбок все хорошо! Что мы забыли? А то, что все наши приборы работают от электричества! Но вдруг отключили электричество - аэрация не работает, фильтр встал, свет не горит… Все микроорганизмы, о которых мы позаботились при запуске аквариума, начинают погибать. Не сразу, но как показывает практика, в хорошо работающем биологическом фильтре, аэробные бактерии начинают гибнуть уже через 2 часа, и это в фильтре, в котором небольшое количество органики! В «грязном» фильтре это происходит быстрее, в процессе окисления органического вещества, в канистре фильтра кислород «улетает» очень быстро! Чем можно исправить ситуацию? В продаже появились препараты, при добавлении которых в воду количество кислорода повышается, их выпускают в виде жидкости и в виде таблеток. Но, во-первых вы должны заранее позаботиться и их приобрести, на всякий случай, во-вторых - они имеют сроки годности, в-третьих - вы или кто-то должны в момент отключения электричества быть рядом с аквариумом. Очень много должно совпасть! Проще и надежнее установить источник бесперебойного питания!

Источники бесперебойного питания серии AQUASKAT

Источники бесперебойного питания серии AQUASKAT являются универслальными приборами и предназначены для внутренних и внешних фильтров, компрессоров, насосов, рассчитаны на напряжение 220В, имеют широкий диапазон мощности (50 ВА - 1000 ВА)
При отключении электричества или пропадании сети происходит автоматический переход на резервное питание от аккумулятора, встроенного в корпус или внешнего.

Терёхин Андрей
г. Ростов-на-Дону

литература:
1) Константинов А.С. «Общая гидробиология».-М.:-Из. Высшая Школа.-1967
2) Махлин М.Д. « Занимательный аквариум»-1966г
3) Эндрюс К., Экселл Э., Керрингтон Н. « Болезни рыб. Профилактика и лечение».-М.:- Аквариум.-2005г