Нітрити Нітрати
NO2 / NO3 - Нітрити та нітрати в акваріумній воді.
Чим більше буде в акваріумі старих листків рослин, що розкладаються, екскрементів риб і не з'їденого рибами корму, тим вище буде рівень нітриту [NO2] і амонію [NH4]. Нітрифікацією називається подальше розкладання розчиненого аміаку особливими бактеріями, що окислюють отруйний аміак через нітрит [NO2] в нітрат [NO3]. Ці “спеціалізовані” бактерії (Nitrosomonas та Nitrosococcus) спочатку перетворюють аміак на нітрит, а потім інша група бактерій (Nitrobakter та Nitrocystis) забезпечує окислення нітриту на нітрат. Ці бактерії в процесі своєї діяльності споживають кисень, і при його нестачі процес уповільнюється і вода збагачується аміаком та нітритом. Щоб вони перейшли в нітрати, у водоймі мають бути добрі кисневі умови.
У верхньому шарі ґрунту акваріума, де багато кисню, поселяються аеробні бактерії, що переробляють амоній до нітрату. Але вже наглибині кількох сантиметрів у ґрунті вже недостатньо кисню для протікання нітрифікації. Тут починає розвиватися інший вид бактерій — анаеробні, ті, що живуть без кисню. Можуть вступити в дію анаеробні бактерії, які не потребують кисню у воді, перетворюючи нітрат на нітрит та аміак. Нітрати, що утворилися в першій частині азотного циклу, зовсім не є кінцевим продуктом розкладання аміаку. Вони використовуються анаеробними, денітрифікуючими бактеріями для вилучення кисню. Частина нітратів перетворюється анаеробними назад у нітрити, які використовуються денитрифицирующими анаеробними бактеріями, окислюючись до азоту. Завершують процес азотного циклу денітрифікуючі бактерії, що розщеплюють сполуки до двоокису азоту і, зрештою, до його газоподібної форми.
Перетворення аміак NH3 -> нітрит NO2 -> Нітрат NO3 називається процесом нітрифікації. Перетворення нітрат -> нітрит -> азот називається денітрифікацією. Денітрифікація відбувається лише в анаеробних, з нестачею кисню ділянках ґрунту, які зазвичай знаходяться під його поверхнею.
Нітрити утворюються у процесі окислення солей аміаку в солі азотної кислоти. Бактерії аміак та амоній переводять у нітрит, допустимою є концентрація 0,1 мг/л, але не більше 0,2 мг/л, т.к. він стане небезпечним для риб. Потім вступають у дію бактерії, які перетворюють нітрит на нітрат, небезпечний для риб лише у великій концентрації - від 50 мг/л, але для різних видів він дуже відрізняється. Слід зазначити, що бактерії окислюють аміак і нітрити лише до нітратів. У природі ці бактерії заселяють верхній шар ґрунту (де є кисень) та інші поверхні, але в акваріумі у нас значно менше площі для поселення бактерій у перерахунку на одну рибку, ніж у природі,тому потрібний біофільтр.
Нітрат - це кінцевий продукт нітрифікації. Нітрати є поживною речовиною для рослин, але, на жаль, стимулюють зростання водоростей. Хоча теоретично можна досягти рівноваги, при якому всі нітрати, що утворюються з продуктів життєдіяльності риб, будуть споживатися рослинами, насправді це практично недосяжно. У такому "досконалому" акваріумі обов'язково має бути дуже мало риб, а для більшості акваріумістів це далеко не ідеальний варіант. Так як рослини не в змозі використовувати всю кількість сполук азоту як поживні речовини, а бактерії впоратися з усіма відходами, їх концентрація буде постійно підвищуватися. Самі собою нітрати малотоксичні, але якщо не стежити за їх концентрацією, почнеться зворотний перехід нітратів в нітрити. У великих концентраціях призводять до зниження імунітету, погіршення забарвлення та надалі до загибелі риби. Це один із найважливіших поживних елементів водоростей.
У багатій нітратами ємності нижча рослинність утворюється практично неминуче. А ось своєчасне видалення нітратів із води, навпаки, веде до зниження кількості водоростей – вони просто гинуть від голоду. За відсутності рослин та перенаселеності акваріума рибами відбувається надмірне накопичення нітратів, що у свою чергу призводить до перетворення нітратів на нітрити. Бурхливе зростання водної рослинності та постійна заміна води уповільнює швидкість накопичення нітратів. Треба пам'ятати, що нітрати, кінцевий продукт розпаду органіки, з води не виводяться, а поступово накопичуються. Тому біофільтрація в жодному разі не замінює заміну води. Підміна води у будь-якому випадку обов'язкова, які би біофільтри не стояли.
Особливо критично високий рівень нітратів для дискусів таінших мешканців басейну Амазонки. При виявленні за допомогою тесту треба почати міняти воду. Регулярні заміни води найдешевший, найбезпечніший і найефективніший шлях збереження концентрації нітрату в розумних межах. При кожній частковій заміні разом зі старою водою забирається і нітрат. Але з цього не треба робити висновку, що у водопровідній воді нітрат зовсім не міститься. Після миття фільтрів та підміни води рН може помітно зрости. У результаті, аміак та нітрати діятимуть на риб одночасно. Підміна води призводить до того, що через годину-дві рибки починають мляво плавати біля поверхні води.
А відбувається ось що: заміна води знизила концентрацію нітратів лише на одну третину, але концентрація аміаку піднялася в кілька разів. Він потрапив до акваріуму разом зі свіжою водою, і його виділили риби. Продуктивність біофільтра згодом падає. Відбувається це через засмічення сміттям фільтруючого елемента. Тому періодично потрібно його промивати. Мити біофільтри помітно втрачають ефективність, не окислюють аміак з потрібною швидкістю. Все це означає, що без втручання акваріуміста рівень вмісту нітратів у воді поступово зростатиме і повільно, але вірно викликатиме у риб проблеми зі здоров'ям. Нітрат можна видалити із води за допомогою іонообмінних смол.
Після запуску нового акваріума рівень нітритів, можливо, до кінця першого місяця буде високим, а потім прийде в норму. Саме процес від початку до цього моменту і називається "запуском акваріума". Нарешті, настане час, коли бактерії, що перетворюють нітрити на відносно нешкідливі нітрати, теж утворюють досить велику популяцію. Аміак і нітрити надзвичайно отруйні для риб, але якщо азотний цикл проходить правильно, то ці отруйні речовини перетворяться на відносно нешкідливінітрати доти, як їх концентрація досягне небезпечного рівня. Ось тоді акваріум стане безпечним для риб. Весь цей процес триває кілька тижнів. Хороша біологічна фільтрація передбачає усунення з води розчинених органічних сполук і повну переробку всіх наявних в акваріумі сильнотоксичних азотних сполук малотоксичний нітрат. Якщо колонія бактерій у фільтрі не справляється з біологічним навантаженням акваріума, у воді накопичуються токсичний аміак/амоній та нітрити – з'являється загроза нашестя водоростей в акваріумі та захворювання риб.
Риби різних видів мають не однакову стійкість до цих отрут. Вона залежить не лише від виду тварини, а й її віку. Найшвидше в цій ситуації гинуть молоді рибки. Якщо запустити нових риб в акваріум, де рівень вмісту нітратів вищий, ніж у тому акваріумі, до якого вони звикли жити, риби зазнають нітратного шоку, що може призвести навіть до їхньої загибелі. Нітрити вступають у реакцію з гемоглобіном крові та перешкоджають перенесенню кисню. Зовнішні симптоми в обох випадках нагадують ознаки при нестачі кисню, але спостерігаються і при добрій аерації води.
Риби, що живуть у воді з великою концентрацією цієї сполуки азоту, поступово набувають блідого забарвлення зябер. Далі йдуть спалахи бактеріальних інфекцій. Ознаками нітритного отруєння є потемніння забарвлення риб та зміни у їх поведінці. Риби втрачають апетит і стоять нерухомо в кутах акваріума (часто носом у кут), плавці підібгані, дихання їх частішає, порушення координації рухів, чухання, тіло злегка ослизнено, і якщо не вжити заходів, можлива загибель найслабших особин. У загиблих риб зябра темні, коричневі. Навіть після виходу на нормальну гідрохімію, після цьогокатаклізму риба може тривалий час хворіти. Часто руйнуються зяброві пелюстки. Розвиваються складні бактеріальні інфекції. Найкращий засіб лікування — цифран із метронідазолом із звичайної аптеки. Дозування від 1 г цифрану в 100 л і 50 мг метронідазолу на 100 л.
При виявленні цих симптомів варто протестувати воду на нітрити, і якщо вони будуть виявлені вжити заходів. Потрібно терміново зробити часткову заміну води. При отруєнні риб нітритами воду в акваріумі не можна різко змінювати! Головна помилка новачків, що призводить до загибелі риби, - швидка заміна води. Змінити за один раз можна не більше 1/4 об'єму води. Найкраще це робити невеликими дозами, щоб уникнути шоку при різкій зміні складу води. Непогано також додати у воду трохи кондиціонера. Наступну зміну можна провести через 5-6 годин. Воду потрібно буде змінювати до зниження концентрації нітритів до безпечного рівня.
Жоден фільтр не зможе очистити воду від нітратів [NO3], які поступово накопичуються, тому обов'язковим є систематична підміна до 30% води. Якщо продуктивність фільтра недостатня для конкретного акваріума, то ніяка заміна води не запобігає нашестю водоростей. Вугілля не видаляє нітрати та фосфати, які є однією з основних проблем появи водоростей в акваріумі. Навпаки, неякісне вугілля виділятиме фосфати. З іншого боку, вугілля поглинатиме необхідні для рослин добрива, наприклад, залізо. Роблячи воду кришталево прозорою, вугілля замаскує необхідність зміни води - акваріуміст буде вважати, що воду міняти не треба, тоді як нітрати зашкалюють.
Як би не виглядав фільтр, він не може замінити регулярну заміну частини води.