Морская вода
Море занимает особенное место в круговороте воды. В то время как вода в реках и ручьях непрерывно течет, обмен ее в морях, рассматриваемый статистически, происходит за десятки лет. Обмен воды морей за счет испарения происходит только в течение 3000 лет. Несмотря па это, в природе наблюдается непрерывный круговорот воды. Для всех растворенных в воде веществ долгая миграция в море, тем не менее, заканчивается. Море является сборным бассейном всего того, что реки Земли приносят с собой. Современная концентрация солей в морской воде является суммой концентраций солей, которые миллионы лет вымывались из земли. Все количество растворенной в море соли оценивают примерно как 40 х 1018 тонн (4 с 19 нулями!).
Концентрации солей в морях мира отличаются лишь незначительно друг от друга и равны в среднем 34,7‰. Отклонения от этого значения происходят, возможно, в областях интенсивного испарения при незначительной подпитке пресной водой (приблизительно 40‰ в Красном море), в областях интенсивной подпитки пресной водой и незначительного перемешивания (3-20‰, к примеру, в Балтийском море). Хотя концентрации солей в некоторых областях могут отличаться от среднего значения, все-таки состав морской воды очень постоянен, и обычно наблюдаются отклонения не более чем на 0,005‰,
В морской воде мы можем найти все элементы, которые имеются на суше. Однако, если сравнивать состав элементов в морской воде (см. таблицу на стр. 30) с их геологической частотой встречаемости, можно констатировать значительные расхождения. Причина состоит в том, что в морской воде при определенных химических реакциях некоторые вещества выпадают в осадок, а другие, к примеру, мути, особенно сильно адсорбируются. Тяжелые металлы и другие элементы, такие, как свинец, олово и медь, а также мышьяк, селен и молибден присоединяются к гидроксидам железа и марганца и оседают на морское дно. Таким образом, морская вода – результат комплексных процессов в море.
Если отнести водород и кислород к элементам только воды, то лишь 13 элементов составляют 999,98‰ всего содержания солей. Большинство элементов составляет лишь 0,02‰, это меньше чем 5 мг/л. Эти элементы из-за очень низких концентраций называются микроэлементами. Основные компоненты морской воды определяют в основном физические свойства, такие, как плотность, вязкость и осмотическое давление. Микроэлементы имеют, тем не менее, несмотря на их небольшое количество, ключевые функции для многих биохимических процессов. В частности, нужно обращать внимание на это при выборе искусственных морских солей. Содержание солей может быть непосредственно или косвенно обозначено или измерено величинами, приведенными в верхней таблице. В морской воде количество катионов (положительно заряженных ионов) превосходит количество анионов (отрицательно заряженных ионов). Поэтому морская вода имеет щелочную реакцию и значение pH 8,2!
Содержание солей в морской воде
Параметр |
Метод измерения |
при 15 °С |
при 25 °С |
| Содержание соли (‰) | Общее количество растворенных веществ в 1 кг морской воды | 35‰ 15 °С | 35‰ 25 °С |
| Электропроводность (мСм) | Измерение электропроводности | 42,902 мСм | 53 мСм |
| Плотность (кг/л) | Измерения с помощью ареометра | 1,026 кг/л | 1,0235 кг/л |
| Сигма (л) | Плотность 31000 | 26 | 23,5 |
| Содержание хлоридов (мг/л) | Титрование | 19,4 мг/л | 19,4 мг/л |
| Скорость звука (м/с) | Измерение скорости звука | ~1505 м/см | ~1535 м/с |
Элементы, содержащиеся в морской воде
Элемент |
Символ |
мг/л |
Элемент |
Символ |
мг/л |
| Кислород | O | 857000 | Хром | Cr | 0,00005 |
| Водород | H | 108000 | Торий | Th | 0,00005 |
| Хлор | Cl | 19000 | Скандий | Sc | 0,00004 |
| Натрий | Na | 10721 | Серебро | Ag | 0,00004 |
| Магний | Mg | 1350 | Галлий | Ga | 0,00003 |
| Сера | S | 901 | Ртуть | Hg | 0,00003 |
| Кальций | Ca | 410 | Свинец | Pb | 0 00003 |
| Калий | К | 398 | Висмут | Bi | 0,00002 |
| Бром | Br | 67 | Лантан | La | 0,000012 |
| Углерод | С | 28 | Ниобий | Nb | 0,00001 |
| Стронций | Sr | 7,7 | Таллий | TI | <0,00001 |
| Бор | В | 4,6 | Церий | Ce | 0,0000052 |
| Кремний | Si | 3 | Гелий | He | 0,000005 |
| Фтор | F | 1,3 | Золото | Au | 0,000004 |
| Аргон | Ar | 0,6 | Диспрозий | Dy | 0,0000029 |
| Азот | N | 0,5 | Празеодим | Pr | 0,0000026 |
| Литий | Li | 0,17 | Гальдоний | Gd | 0,0000024 |
| Рубидий | Rb | 0,12 | Эрбий | Er | 0,0000024 |
| Фосфор | P | 0,07 | Иттербий | Yb | 0,000002 |
| Йод | I | 0,06 | Самарий | Sm | 0,0000017 |
| Барий | Ba | 0,03 | Гольмий | Ho | 0,00000088 |
| Индий | In | 0,02 | Бериллий | Be | 0,0000006 |
| Алюминий | Al | 0,01 | Тулий | Tm | 0,00000052 |
| Железо | Fe | 0,01 | Лютеций | Lu | 0,00000048 |
| Цинк | Zn | 0,01 | Европий | Eu | 0,00000046 |
| Молибден | Mo | 0,01 | Протактиний | Pa | 0,000000002 |
| Медь | Cu | 0,003 | Радий | Ra | 0,0000000001 |
| Мышьяк | As | 0.003 | Радон | Rn | 6 x 10–16 |
| Уран | U | 0,003 | Полоний | Po | |
| Ванадий | V | 0,002 | Цирконий | Zr | |
| Марганец | Mn | 0,002 | Технеций | Tc | |
| Никель | Ni | 0,002 | Рутений | Ru | |
| Титан | Ti | 0,001 | Родий | Rh | |
| Неодим | Nd | 0,00092 | Палладий | Pd | |
| Олово | Sn | 0,0008 | Теллур | Te | |
| Сурьма | Sb | 0,0005 | Прометий | Pm | |
| Цезий | Cs | 0,0005 | Тербий | Tb | |
| Селен | Se | 0,0004 | Гафний | Hf | |
| Криптон | Kr | 0,0003 | Тантал | Ta | |
| Иттрий | Y | 0,0003 | Рений | Re | |
| Кадмий | Cd | 0,00011 | Осмий | Os | |
| Неон | Ne | 0,0001 | Иридий | Ir | |
| Кобальт | Co | 0,0001 | Платина | Pt | |
| Ксенон | Xe | 0 0001 | Астат | At | |
| Вольфрам | W | 0,0001 | Франций | Fr | |
| Германий | Ge | 0,00006 | Актиний | Ac |
"Оживление" морской воды
По-новому обставленные аквариумы с морской водой стерильны. В них нет необходимых бактерий, водорослей и микроорганизмов, которые отвечают за биологические преобразования в аквариуме. Нужно как можно быстрее вносить эти организмы, чтобы гарантировать, например, удаление ядовитых связей, таких как аммоний/аммиак и нитрит, и делать таким образом аквариум пригодным для беспозвоночных и рыб.
Процессом внесения затравки и получают микроорганизмы в аквариуме. Если аквариум декорирован, вода в аквариуме обладает правильной плотностью и температурой и техника функционирует безупречно, то вносят либо небольшое количество песка, либо камень из ввезенного биологически исправного аквариума, или несколько «живых» камней. И уже скоро в аквариуме разовьется богатая микрофауна и микрофлора. Затравка - основа для биологического оборота и питания определенных видов рыб.
Уже через несколько часов (дней) начнётся повышение концентрации аммония/аммиака. Подобное явление происходит потому, что из «живых» камней выделяется органика или повреждённые организмы начинают отмирать, или же бактерии ещё в недостаточной мере могут перерабатывать вредные вещества в нитрит. Спустя какое-то время уровень аммония/аммиака снижается и параллельно повышается концентрация нитрита. Это означает, что запустился процесс нитрификации. Через несколько недель нитриты снижаются, и это снижение сопровождается увеличением содержания нитратов.
Если концентрация нитрита снизится до минимума относительно быстро, то содержание нитратов начнёт уменьшаться только при эффективно работающей денитрификации или ассимиляции. До начала стабильной денитрификации иногда приходится ждать по несколько месяцев. Продолжительность отдельных фаз, которую можно фиксировать с помощью соответствующих реагентов, зависит, в первую очередь, от количества и качества «живых» камней, помещённых в аквариум. Если «банка» относительно маленькая и в ней находится много камней, то концентрации аммония/аммиака и нитрита будут расти быстрее, дольше сохраняться на одном уровне, а аммоний/аммиак достигнет больших значений, чем в более крупном аквариуме с меньшим количеством «живых» камней.
При очень хорошем качестве «живых» камней умирает меньше организмов, чем в случае с камнями плохого качества. Эти переменные вместе с системой фильтрации и «виноваты» в том, что предсказать продолжительность отдельных фаз невозможно. Поэтому я рекомендую использование магазинных тестов для определения состояния и качества воды, чтобы не пропустить момент, с которого можно будет запускать в аквариум рыб и животных. Напомню, что это возможно при концентрации нитрита менее 0,1 мг/л.
Внесение затравки в новый аквариум
Наряду с циклами распада азотосодержащих веществ во время фазы запуска аквариума можно также наблюдать стадии появления и гибели отдельных видов водорослей (Fossa & Nilsen, 1994). Поскольку, как правило, исходная вода богата силикатами, то уже через несколько дней в аквариуме начинают расти бурые водоросли (отдел Heterokontophyta). Со снижением количества силикатов они исчезают, а на смену им приходят первые синие водоросли (цианобактерии, отдел Cyanophyta), к которым также относятся «мажущиеся» водоросли.
А поскольку в воде всё ещё наблюдается повышенное содержание нитратов и фосфатов, начинают активно размножаться нитчатые водоросли класса Chlorophyta (Derbesia sp. и Bryopsis sp.). В принципе, к этому моменту концентрация нитрита должна быть уже достаточно низкой, что позволяет запустить некоторых рыб, питающихся водорослями, и не допустить зарастания аквариума нитчатыми водорослями. Среди них — жёлтая зебрасома (Zebrasoma flavescens), собачка украшенная (Salaries fasciatus) или красный морской ёж (Mespilia globulus). В этот период не сажайте в аквариум особенно чувствительных стрекающих животных (корковые анемоны, мелкополипные твёрдые кораллы, рогатые кораллы и т. д.). Нитчатые водоросли «оккупируют» и в конечном итоге убьют их.
Важно заметить, что подобные «водорослевые» стадии возникают не в каждом аквариуме. Может быть и так, что во время фазы запуска вы не увидите ни нитчатых, ни «мажущихся» водорослей. По мере течения фазы запуска концентрация нитратов и фосфатов — питательных веществ для водорослей — постепенно снижается благодаря биологическому фильтру и эффективному пеноотделителю, соответственно, нитчатые водоросли тоже исчезают. К этому моменту во многих аквариумах на разных участках декорации появляются красные кальциевые водоросли (отдел Rhodophyta).
красные кальциевые водоросли
Они — знак того, что аквариумная вода имеет идеальные параметры Если в «банке» появились красные кальциевые водоросли или же аквариум свободен от нитчатых и «мажущихся» водорослей, значит, его можно постепенно заселять беспозвоночными.Здесь бы мне хотелось сказать пару слов о «мажущихся» водорослях. На самом деле, речь идёт не о водорослях, а о бактериях (цианобактериях). Они являются одними из самых древних жителей нашей планеты и обладают способностью усваивать (фиксировать) элементарный азот и использовать его для собственного обмена веществ (Sorokin, 1995). Такая уникальная способность делает эти бактерии абсолютно незаменимыми для экосистемы кораллового рифа, поскольку другие, «настоящие», водоросли этого делать не умеют: то есть без цианобактерий биотоп «коралловый риф», чрезвычайно бедный питательными веществами, мог бы совсем остаться без азота.
А вот в морских аквариумах фиксирующая способность цианобактерий не нужна, так как здесь предостаточно самых разных азотосодержащих веществ. Тем не менее, цианобактерии постоянно присутствуют в воде но. по обыкновению, не докучают аквариумисту. Впрочем, иногда по «необъяснимым» причинам их рост выходит из-под контроля и в течение одного дня они могут покрыть большую часть имеющихся декораций и грунта.
«Мажущиеся» водоросли — показатель того, что что-то «не в порядке» с качеством аквариумной воды или техническим оборудованием. В любом случае, как уже говорилось ранее, причины «водорослевой чумы» не всегда можно чётко сформулировать. Я видел аквариумы с наилучшим техническим оснащением и превосходными параметрами воды, в которых, несмотря на это, буйно «колосились» цианобактерии. И наоборот, есть аквариумы с высокой концентрацией питательных веществ, владельцы которых никогда не знали, что такое «мажущиеся» водоросли.
Ещё более мистическим мне кажется тот факт, что цианобактерии могут исчезнуть так же быстро, как и появиться. Возможно, их активный рост могут стимулировать резкие изменения аквариумной среды. Объёмные частичные подмены воды, изменение качества света (например, запоздалая замена трубок HQI), гибель крупного животного и вызванная этим биологическая нагрузка, поселение большого количества рыб и повышение интенсивности кормления, накопление фосфатов в грунте и декорациях, внесение микроэлементов - короче говоря, вызвать эпидемию водорослей может любой из факторов, нарушающих биологическое и химическое равновесие аквариума.
Но поскольку быть уверенным в том, что вас эта беда обойдёт стороной, нельзя, то возникает вопрос: а как с ней бороться? Лучший метод — это профилактика: поддержание биологического и химического равновесия в аквариуме, правильно настроенное оборудование, низкие концентрации неорганических питательных веществ и избегание резких изменений среды. Кроме того, само собой разумеется, нельзя помещать в свой аквариум животных и предметы из «банок», заражённых цианобактериями, так как это неизбежно приведёт к их распространению. Других действенных методов борьбы с «мажущимися» водорослями, которые приносили бы мгновенный результат, не существует.
Лучше всего откачать воду вместе с бактериями, при этом вода не должна снова попасть в аквариум. Забранную воду можно заменить на свежую. Многие аквариумисты удаляют цианобактерии с помощью фильтра, наполненного ватой, а на следующий день удивляются, что «банка» опять заросла водорослями. Этого и следовало ожидать, так как во время фильтрации скопления бактерий распадаются на отдельные клетки, которые просачиваются сквозь вату и снова оказываются в аквариуме. Получается, что вместо снижения количества водорослей вы способствуете их дальнейшему распространению.
Борясь с «мажущимися» водорослями, запаситесь терпением. Вполне вероятно, что для достижения положительного результата понадобится многократное откачивание воды в течение недели. Одновременно нужно попытаться отыскать и ликвидировать возможные причины массового роста цианобактерий. Некоторые из них были уже описаны мною ранее. Важно также не добавлять в аквариум новых беспозвоночных, так как цианобактерии могут колонизировать их, а впоследствии и убить. Однако вернёмся к фазе запуска.
В аквариумах без «живых» камней она протекает медленнее, борьба с нитратами сильно затягивается. В первую очередь это происходит потому, что необходимое количество бактерий, отвечающих за денитрификацию, поселяется на анаэробных участках декораций значительно позже, в то время как внутри «живых» камней популяции этих бактерий начинают бороться с нитратами практически с момента помещения камней в воду.
При отсутствии «живых» камней «заражать» аквариум денитрификаторами нужно другим путем, например, с помощью грунта из «старой» банки. Подводя итоги, могу сказать, что у каждого аквариума своя неповторимая фаза запуска. Как правило, по длительности она не превышает трёх месяцев. После её завершения не рекомендуется проводить 8 аквариуме масштабные замены оборудования или помещать туда большое количество новых «живых» камней. Это приведёт к тому, что запуск, хоть и в укороченной версии, начнётся заново, и вам придётся опять бороться с нашествием различных водорослей.
Итак, фаза запуска завершена, можно -без излишней суеты и спешки, взвешенно и обдуманно — приступать к заселению аквариума. Но и здесь нужно обладать знаниями, чтобы не нарушить тонкое биологическое равновесие.
