|
|
Технологическое обеспечение аквариумаДля
каждого аквариума необходимо иметь свой
инвентарь: светильник, термометр,
электронагреватель, шланг для слива воды,
сачок для отлова рыб, скребок для снятия
водорослей, кормушку, пинцет, при
необходимости микрокомпрессор с гибким
шлангом, краником и распылителем,
разнообразные фильтры, помпы для создания
проточности, озонаторы и т. д.
Подогрев
воды. Для
подогрева воды в аквариумах используют
проволочные грелки (спираль из нихрома,
меди и др.), термоэлектронные и
электролитические обогреватели (угольные
электроды и раствор поваренной соли). При
выборе отопителя принимают во внимание
комнатную температуру, объем аквариума и
его термостатирование (облицовка, монтаж в
шкафу и т. д.). Для поддержания температуры
на 1 °С выше окружающей на каждый литр воды
требуются подогреватели мощностью: для 25-литро-вог
аквариума — 0,2 Вт, 50-литрового — 0,13 Вт, 100-литрового—0,1
Вт и 200-лит-рового — 0,07 Вт. Иными словами, для
нагрева воды на 6°С, например, в 100-литровом
аквариуме нужен 60-ваттный
подогреватель.
В зоомагазинах в продаже имеются
подогреватели мощностью от 20 до 120 Вт. Для
стабилизации температуры в узком диапазоне
применяют термореле различных конструкций
и контактные термометры. Измеряют
температуру ртутными, спиртовыми
градусниками, термометрами на жидких
кристаллах и электронными цифровыми
устройствами. В любом случае каждый новый
градусник проверяют надежным эталонным.
Перевод градусов из шкалы Фаренгейта в
шкалу Цельсия осуществляют по формулам °С=
(°Р:1,8)- 17,8; °Р= (°С+17,8-1,8) Охлаждение
воды —
проблема более сложная, чем подогрев.
Частично ее можно решить установкой
теплообменника в виде змеевика из
нержавеющей стали, титана, стекла или
тонкостенного пластика. Размещают его на
дне под грунтом вдоль боковой или задней
стенки аквариума. Таким образом, удается
понизить температуру воды на 5—7 °С. Однако
для данной системы необходимо
предусмотреть сток. Еще большего
охлаждения воды добиваются благодаря
холодильной установке. Соединив
аквариумный змеевик с теплообменником
холодильника (система предварительно
заполняется антифризом), получают
морозильную установку, которую приводит в
действие специальный насос. Освещение,
помимо
декоративной, выполняет очень важную
функцию — физиологическую. Постоянное
содержание в темноте обусловливает
длительное стрессовое состояние у животных.
Свет у рыб вызывает гипофизарно-мозговые
реакции, влияние которых распространяется
на другие органы посредством эндокринной и
симпатической нервной систем. В умеренных
зонах выклев личинок и рост рыб на ранних
стадиях совпадают по времени с увеличением
продолжительности светового дня,
повышением температуры воды, сезонной
вспышкой кормов. Верхнее, равномерно
распределенное по площади освещение
оптимальное. В качестве источников света
применяют рефлекторы с лампами накаливания,
люминесцентными трубками, ртутные,
натриевые и ксеноновые осветители.
Дополнительный декоративный эффект
достигается благодаря боковой подсветке.
Потребность в свете рассчитывают из
соотношения 0,4—1 Вт/л. Световой день зависит
от времени года (учитывается фотопериодизм
в жизни животных и растений) и составляет
10— 16 ч. Круглосуточная
аэрация создает
благоприятный кислородный режим,
выравнивает температуру на всех горизонтах,
стабилизирует реакцию и окислительно-восстановительный
потенциал воды. Аэраторы бывают
гравитационные, поверхностные,
диффузионные и турбинные. Для
интенсификации насыщения воды кислородом
требуется максимальное количество
пузырьков воздуха минимального размера.
Большинство распылителей, среди которых
выделяют керамические, карборундовые,
наборные латунные, древесные, пластиковые и
другие, обеспечивают пузырьки газа
диаметром 2,0—2,5 мм. Максимальной
эффективностью (до 53%) отличаются
керамзитовые распылители. В
аквариумной практике чаще используют
вибрационные и поршневые микро-компрессоры.
В проточной воде большинство рыб лучше
растет и размножается. Водяные насосы
подразделяются на четыре основные группы:
центробежные, поршневые, роторные и
эрлифтные, которые широко используются в
аквариумной практике. Фильтрация
способствует
идеальной очистке воды от загрязнения и
отчасти патогенных микроорганизмов. Среди
механических фильтров различают
неподвижные сетчатые фильтры, вращающиеся (прямоточные,
конвейерные, вибрационные и радиальные)
сетчатые фильтры, патронные (со съемными
поролоновыми и прочими насадками),
диатомовые, песчаные безнапорные (наполнитель:
антрацит — песок — мелкий гранит) и быстрые
песчаные фильтры под давлением (в сравнении
с безнапорными имеют меньшие габариты при
равном расходе воды). Гравитационная
очистка предполагает отстаивание,
центрифугирование или гидроциклонирование
загрязненной жидкости. Биофильтры,
превращающие азотистые органические
соединения в нитраты, могут быть нисходящие,
когда поток воды идет сверху вниз,
восходящие (закачка чистой воды под
фальшдно, обеспечивают активную вентиляцию
грунта) и капельные, или «сухие», работающие
по типу дождевальной установки (обеспечивают
максимальную аэробность системы). Два
последних типа предпочтительнее. Помимо
бактериальных клонов (Nitrosomonas,
Nitrobacter),
эффективную очистку воды от растворенного
азота, фосфатов и других соединений
осуществляют также растительные фильтры с
водяным гиацинтом, китайским каштаном (Eleocharis
dulcis,
малой ряской (Lemna
minor),
пресноводными и морскими водорослями. Денитрифицирующие
фильтры (с загрузкой гравием, пластиковыми
гранулами и др.) преобразуют с помощью
факультативных, анаэробных и гетеротрофных
бактерий (Pseudomonas
denitrificans,
Micrococcus
sp., Denstrofacillus sp., Spi-rillum sp., Achromobacteг sp. и дp.)
растворенные в воде нитраты и нитриты в
азот. оптимальными условиями для работы
фильтра являются бecкиcлopoднaя среда (для
нейтрализации 1 мг/л кислорода необходимо
внести в воду 0,67 мг/л метанола), pH 6,5—7,5 и /
24—27°C. Химические
фильтры основаны на поверхностной
адсорбции между aкти-лeнoм, активированным
углем и водой, ионообменными смолами и
водой, а также воздухом и водой при пенном
фракционировании. селективные
ионообменные смолы предназначены для
адсорбции определенных ионов (клинoптилoлит
и сильнокислые натриевые кaтиoниты,
например, служат для избирательного
удаления аммиака). Очистку
смол производят замачиванием в простом
рассоле с гипохлоритом натрия, содержащем
около 2% активного хлора (экспозиция 12—24 ч),
или тонкоструйной промывкой в 10%-ном
растворе NaCl и 1%-ном растворе NaOH на
протяжении 1—2 ч (соотношение: 1 объем
реактива к 1,5 объема смолы). Пенное
фракционирование улучшает кислородный
режим системы, снижает содержание нитратов,
удаляет растворенные органические
вещества, небольшой процент твердых
примесей и пoвepxнocтнo-aктивныe вещества,
несколько снижает бактериальный фон. При aэpoфлoтaции
(элeктpoфлoтaция применяется для
промышленной очистки сточных вод) pH
возрастает на 0,5—0,9. Кроме того, частично
выводятся микроэлементы. Оба этих
обстоятельства следует учитывать в
практической деятельности. Paвнoмep-нaя
подача воздуха и увеличение высоты (рост
диаметра нежелателен) колонны флотатора
оптимизируют режим и способствуют
получению более сухой пены. Дезинфицируют
аквариум тепловой обработкой,
ультрафиолетовым облучением (предельная
бактерицидность достигается при длине
волны 260 A ) с использованием озона, хлора, иoдa,
брома, пepoкcидa водорода, пepмaнгaнaтa калия (марганцовки),
кислот, щелочей, коллоидного серебра и т. п.
В последнее время все чаще применяют
озонирование воды, так как озон вдвое
эффективнее хлора. Озон дезактивирует
токсичные вещества, выделяемые водорослями
(Gymnodinium breve, Gonyaulax catenella, Ci. tamarensis) во время
кpacнoвoдья. Даже пропущенная через
активированный уголь озонированная вода
почти полностью сохраняет бактерицидные
свойства. Замечательные
достижения микроэлектроники в последние
годы позволили создать целый ряд
портативных приборов, позволяющих
определять, анализировать и поддерживать
параметры среды в заданных пределах. Здесь
следует отметить электронные pH-, люкс- и oкcимeтpы,
дозаторы углекислого газа, кopмopaздaтчики,
таймеры, датчики режимов воды, программные
устройства, автоматические телекамеры и т.
д. В крупных океанариумах животные
находятся под постоянным контролем
роботизированных систем и мини-ЭBM. Характеристика
воды аквариума По
отношению к среде обитания всех рыб можно
разделить на 4 группы: морские, пресноводные,
тропические, холодноводные (табл. 2). Условия содержания морских и пресноводных рыб
Помимо
указанных, еще выделяют солоноватоводных
рыб (Abudefduf
assimilis,
Dules
taeniura,
Tricanthus
brevirostris
и т. п.), которые имеют расширенный диапазон
жизненных условий. До года они хорошо
чувствуют себя в пресной воде или
солоноватой (до 5%о). Затем соленость
повышают вплоть до океанической (35%о), и
только при разведении может возникнуть
необходимость в обратном ее опреснении. Для
успешной работы аквариумистам необходимо
уметь определять и регулировать основные
качества и свойства воды. Основное
преимущество природных экосистем — их
сбалансированность и цикличность. В состав
морской воды входит вся периодическая
система Менделеева, тогда как в пресной
воде зарегистрировано около 70 элементов, из
которых наиболее важны марганец, алюминий,
цинк, медь, хром, титан, молибден, йод, свинец,
барий, бром, стронций и др. В природных водах,
хотя и в очень незначительных количествах,
всегда содержатся витамины А, В1, В6,
Н и С, ферментные соединения, каротиноидное
вещество, обладающее флуоресцентными
свойствами. | Физические
свойства воды. Живая
вода благополучного аквариума чуть от- дает
ароматом свежескошенной травы или морских
водорослей. Она так прозрачна, что даже
сквозь 3-метровую толщу можно без труда
наблюдать за рыбами. Индикатором высокого
качества воды служит присутствие в ней
ветвистых (Friedericella
sultana)
и стекловидных (Crystatella
mucedo)
колоний мшанок, а также карликовых
гидромедуз (Craspedocusta,
Limnocnida).
В морской воде за показатель здоровья
системы принимают хорошее самочувствие
беспозвоночных, в частности, кораллов. Максимальная
прозрачность в Саргассовом море достигает
66 м, а в пресных озерах (Байкал, Танганьика)
не превышает 40 м. Цветность воды —
результат взаимодействия падающего света с
содержащимися в ней примесями. Так, воды с
низкой биологической продуктивностью
синие и очень прозрачные; высокие
концентрации неорганических биогенных
веществ, повышение температуры и
увеличение освещенности вызывают зеленую
окраску, или цветение, воды. Красные морские
приливы обусловлены массовым размножением
динофлагелятт (Gonyaulax,
Peridinium
и др.), пурпурных бактерий (Rhodopseudomonas,
Thiocystis
и др.), равноресничных инфузорий —
циклотрихиум (Cyclotrichium
meunieri)
и других растительных и животных
организмов. Большое количество дубильных
веществ (например, танина) и гуминовых
кислот обусловливает черно-бурые тона.
Белесая муть в свежеоборудованном
аквариуме — результат резкой
бактериальной вспышки, спадающей лишь
после 3—10-дневного отстоя (ускорить процесс
можно озонированием или добавлением в воду
метиленовой сини — 1 мг/л). Температура
воды одинаково влияет на протекание
физиологических процессов и физико-химических
реакций. При ее повышении на 10 °С в 2—3 раза
ускоряется обмен веществ в живом организме,
уменьшается плотность морской воды и
растворимость газов, многократно
возрастает активный перенос элементов и их
взаимодействие. Эвритермные рыбы хорошо
чувствуют себя в широком диапазоне
температур, стенотермные предпочитают
узкий термоинтервал. Температура,
превышающая оптимум, подавляет рост рыб и
влияние фотопериода. При
высокой температуре развитие икры идет
быстрее, но молодь получается слабой и
мелкой. При низкой температуре личинка
выходит значительно крупнее, однако
процесс вылупления растягивается, к тому же
появляются мутанты с искривленным
позвоночником, укороченным туловищем,
мопсовидным «лицом», а подчас и сиамские
близнецы, сросшиеся различными участками
тела. Без
активной аэрации и фильтрации циркуляция
воды в прямоугольных аквариумах обычно
характеризуется наличием мертвых зон и
отдельных мелких завихрений, что приводит к
стрессам и дискомфорту, особенно у
реофильных гидробионтов, живущих на
течении. Химические
свойства воды.
Активная
реакция воды (рН) — важнейшая
характеристика. Если в ходе реакции одним
из продуктов диссоциации оказывается
водород, вода приобретает кислотные
свойства, если гидроксильная группа (ОН+)—основные.
Нейтральная вода имеет рН 7,0.
Эвригидрионные организмы выносят
значительные колебания рН, стеногидрионные
живут при достаточно стабильной реакции
воды. Процессы денитрификации, фотосинтеза
и восстановления сульфатов повышают рН,
тогда как преобладающие процессы
биологического окисления понижают.
Экологическое действие рН сказывается
через изменение проницаемости наружных
клеточных мембран и водно-солевого обмена у
гидробионтов. В пресноводном аквариуме рН
варьирует от 4,5 до 9,0, в морском — от 7,6 до 8,4. Измерение
рН проводят двумя методами:
колориметрическим (например, с помощью
бумажных индикаторов) и
потенциометрическим (с использованием
электронных рН-метров). Для подкисления
воды применяют дигидрофосфаты калия или
натрия (25—50 г на 100 л) в совокупности с
буферным торфяным фильтром. Подщелачивают
воду питьевой содой (5—15 г на 100 л). Подгонку
рН к нужному значению производят
равномерно (0,3 в сут). Окислительно-восстановительный
потенциал воды.
Всю совокупность окислительно-восстановительных
процессов, происходящих в воде, описывает
так называемый редокс-потенциал (Eh).
Для его измерения применяют рН-метры с
платиновым электродом и специальным
электродом сравнения. Количественный
расчет ведут в условных единицах редокс-потенциала
(rH)
по
формуле
где
T — абсолютная температура (273+ + t)
воды в аквариуме. Благоприятный диапазон rH
= 27 - 32. В качестве заменяющей
характеристики нередко используют
электропроводимость воды, в этом
случае оптимальное значение — 300 - 350 mS
(микpocимeнc на 1 см). Щелочность
воды обусловлена присутствием в ней
карбонатов, бикарбонатов и гидpoкcидoв.
Пресноводный оптимум — 1,8—2,0 ммоль/л. Из
ионов щелочных металлов в природных водах
чаще всего встречается натрий, реже — калий.
Щелочность определяют титрованием 100 мл
воды 0,1 M раствором соляной кислоты до
полной нейтрализации в ней карбонатов и 6икapбoнaтoв.
В качестве индикатора используют метиловый
оранжевый. Далее
расчет ведут по формуле
где
Р — количество соляной кислоты,
пошедшей на титрование; К — поправочный
коэффициент НС1. Окисляемость
воды показывает, сколько кислорода нужно
для связывания растворенных в ней
органических веществ. Пресноводный оптимум
— 6 - 12 мг/л. Соленость
воды выражают в граммах на литр (промилле —
%0). На долю хлоридов приходится около
55%0 (исключая Аральское море) общего
количества растворенных солей. С
изменением солености меняются
осмотическое давление, плотность воды.
Стимулирующее действие на рост, развитие и
созревание пресноводных рыб оказывает
соленость 1 - 3%о. Границей между солоноватой
и морской
водой считают соленость 24,695%о. Нормальная
плотность морской воды (при солености 34%0
и t
20°С) составляет 1,024. Измерения проводят
ареометром. Эвригалинные рыбы живут при
переменной солености, стеногалинные — при
постоянной. Жесткость воды главным образом зависит от присутствия в ней растворенных солей кальция и магния и подразделяется на временную, или карбонатную, от которой легко избавиться кипячением, и постоянную, или некарбонатную. При высоких значениях рН (более 8,3) осадок карбонатов может частично перейти обратно в раствор. В высокоминерализованных озерах карбонаты кальция и магния могут выпадать в осадок в виде мергеля. Косвенно о степени жесткости воды судят по ее мылкости: мягкая вода при сбивании образует обильную пену, очень жесткая практически не пенится. Справку о жесткости питьевой воды можно получить на водопроводной станции или в районной инспекции санитарно-ветеринарного надзора. К физическим методам уменьшения жесткости относят дистилляцию и электролиз, к химическим — ионообмен (посредством сильных и слабых катионитов и анионитов), обработку известью, щавелевой и фосфорной кислотами, а также диффузионный метод. Простейшие способы смягчения воды — кипячение (15—20 мин) и вымораживание (минерализация льда практически равна нулю). Добавление же 1 мл аптечного (10%) раствора хлорида кальция увеличивает жесткость 1 л воды примерно на 3°, а добавление 1 мл 25%-ного раствора магнезии (сульфата магния) — на 4°. В СССР за жесткость воды принимается эквивалентная концентрация катионов кальция и магния, выраженная в миллимоль на литр (эквивалентная масса 1 ммоль равна 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния). Однако аквариумисты чаще пользуются немецкими градусами жесткости — dGH (Deutsche Gesamt Harte), где общая жесткость обозначается GH (Gesamt Harte), а временная KH (Karbonat Harte). Один градус жесткости соответствует концентрации 10 мг СаО в 1 л воды. Для приведения к единому знаменателю укажем, что 1 ммоль/л равен 2,8 немецким градусам, 3,5 английским или 5 французским. Вода с жесткостью от 0 до 4° считается очень мягкой (бидистиллят и химически обессоленная 0 - 0,4°), от 5 до 10° - мягкой, от 11 до 18° — средней жесткости, от 19 до 30° жесткой и свыше 30° — очень жесткой. Поверхностные воды обычно мягче, чем воды источников, в остальном решающее значение имеет геологическая формация местности (песок, гранит обеспечивают низкую, а известняк, гипсы высокую минерализацию воды). В большинстве случаев преобладает кальциевая жесткость (до 75% общей), хотя в озере Танганьика она, напротив, обусловлена соединениями магния (до 60%). Определение общей жесткости ведут методом комплексонометрического титрования, или, упрощенно, с помощью наборов Алямовского, Тетра тест (ФРГ) и т. п. Наиболее благоприятно соотношение карбонатной и общей жесткости 1:2. Взаимосвязь между рН, карбонатной жесткостью и концентрацией углекислого газа в воде представлена в таблице 3. |
|||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
