Оказалось, некоторые коллеги не то, что не совсем правильно представляют процессы протекающие в природе вообще и в аквариуме в частности... а совсем блуждают где-то «в паралелльных пространствах»... Хотя термины «биофильтрация» и «азотный цикл» им, в какой-то мере, вроде бы, знакомы...
Итак, кратко по теме
I. Биология
Тут всё очевидно:
1. Любой живой объект для своего существования и жизнедеятельности нуждается в относительно постоянных конкретных условиях и параметрах окружающей среды.
2. Любой живой объект в процессе своего существования и жизнедеятельности нуждается в поглощении относительно постоянного количества и соства химических и биологических веществ.
3. Любой живой объект в процессе своего существования и жизнедеятельности нуждается в выделении в окружающую среду относительно постоянного количества и соства химических и биологических веществ.
Нарушение любого из вышеперчисленных пунктов приводит живой объект к гибели.
II. Химия и Физика
Здесь, несколько, сложнее. Рассмотрим на относительно простом примере взаимодействия углекислого газа и воды.
Справочно :
CO2 (углекислый газ или диоксид углерода) — образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (1 объём углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С).
H2O (вода или оксид водорода) — является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).
H2CO3 (угольная кислота) — существует в водных растворах в состоянии равновесия с гидратом диоксида углерода (константа равновесия при 25 °C).
CO2·H2O (гидрат диоксида углерода) — продукт присоединения воды к углекислому газу.
CO3 (карбонат) — кислотный остаток угольной (карбонатной) кислоты H2CO3. Входит в состав ее солей.
При растворении углекислого газа в воде, в том числе и углекислого газа из воздуха, образуется, хотя и в малых количествах, угольная кислота. Образующуюся сложную равновесную систему можно изобразить в общем виде так:
Стрелки показывают, что процесс на каждом этапе, в зависимости от внешних условий (температура, парциальное давление), может идти в обе стороны. Но, в каждом случае, соотношение конкретных веществ будет различным.
Чем ниже температура воды и выше давление углекислого газа, тем больше угольной кислоты образуется в растворе:
и, наоборот, чем выше температура воды и ниже давление углекислого газа, тем меньше угольной кислоты в растворе останется.
Как следствие такого физико-химического взаимодействия, при изменении концентрации угольной кислоты, будет происходить и взаоимосвязанное изменение кислотности (уровень pH) этого раствора.
III. От теории к эксперименту
Тут тоже всё просто. Рассмотрим на себе.
Возьмём запас чистой питьевой воды, скоропортящейся и не очень скоропортящейся еды на несколько дней, ночную вазу (ведро для отходов) и со всеми этими предметами запрёмся в маленьком закрытом помещении на пару-тройку дней.
Помещение предвариетльно хорошо проветрим.
Какие мы можем провести эксперименты:
1. Попробуем есть еду и пить воду в количестве и объёме существенно большем, чем нам нужно физиологически.
2. Попробуем есть еду и пить воду в количестве и объёме существенно меньшем, чем нам нужно физиологически.
3. Попробуем есть еду и пить воду в количестве и объёме несколько большем, чем нам нужно физиологически.
4. Попробуем есть еду и пить воду в количестве и объёме несколько меньшем, чем нам нужно физиологически.
5. Попробуем есть еду и пить воду в необходимом нам физиологически количестве и объёме.
6. Попробуем имзенить соотноешние еды и воды увеличив количество первой и уменьшив количество второй относительно физиологической нормы.
7. Попробуем имзенить соотноешние еды и воды уменьшив количество первой и увеличив количество второй относительно физиологической нормы.
При наличии кондиционера и обогревателя мы можем провести эти же эксперименты в услвиях повышенной, нормальной и пониженной температуры окружающей среды.
На что мы должны будем обратить внимание:
1. На своё самочувствие.
2. На превращения несъеденных нами остатков воды и еды.
3. На превращения съеденных нами остатков воды и еды.
4. На количество, характер и качество выделяемых нами отходов.
5. На комфортность окружающей нас среды.
6. На процесчсы протекающие в нашем организме, окружающей нас среде.
7. Подумать над вопросом «что делать с образующимися в процессе жизнедеятельности любого живого организма отходами»?
IV. От эксперимента к практике
1. Проведённые нами эксперименты подтвердили тот факт, что существует прямая взаимосвязь между объёмом, количественным и качественным составом употребляемой пиши и воды, внешними и внутренними факторами, объёмом, количественным и качественным составом продуктов выделения, отходов.
2. В норме, нельзя съесть больше, чем организм способен усовить.
3. Лимитирующим процесс фактором, обычно, выступает вещество присутствующее в недостаточном количестве. Хотя, в ряде случаев, лимитирующим фактором может выступать и избыток некоторых веществ, которые при достижениее определённой концентрации превращаают среду обитания в среду для обитания не пригодную.
Таким образом, «технология» содержания любого аквариума сводится к созданию условий для поддержания оптимального биологического равновесия между культивируемыми нами живыми объектами, отходами их жизнедеятельности, существами и веществами-утилизаторами, концентрацией различных биологических и химических веществ в воде аквариума.
Избыток и/или недостаток любого взаимозависимого компонента системы приводит к её деградации и гибели:
- если недостаточно пищи, то от голода гибнут потребители этой пиши;
- если пищи достаточно, но недостаточно переработчиков отходов от переваривания этой пищи, то среда обитания, постепенно, становится непригодной для жизни;
- если пищи избыток, то среда обитания, постепенно, становится непригодной для жизни.
Вывод: акариум, в большинстве случаев, не может быть самодостаточной системой.
Как минимум, необходимо восполнять потери испарившейся воды и выведенных из круговорота других необходимых веществ.
Как максимум, в случае интенсивной эксплуатации аквариума, помимо вышеозвученного, постоянно и удалять отходы жизнедеятельности живых организмов, содержащихся в аквариуме.