Биологическая фильтрация в аквариуме¶

Биологическая фильтрация в аквариуме — это совокупность процессов, при которых растворённые в воде токсичные соединения (прежде всего аммиак и нитриты) преобразуются в менее опасные вещества с помощью колоний микроорганизмов, обитающих на поверхностях аквариума и в фильтрующих материалах. В отличие от механической фильтрации, удаляющей взвешенные частицы, биологическая фильтрация основана на жизнедеятельности бактерий и не требует постоянного вмешательства человека после установления равновесия.

¶Азотный цикл

Основу биологической фильтрации составляет азотный цикл — последовательность превращений азотсодержащих соединений:

1. Аммонификация. Органические отходы (остатки корма, экскременты, отмершие части растений) разлагаются гетеротрофными бактериями с выделением аммиака (NH₃) и иона аммония (NH₄⁺).
2. Нитрофикация. Аммиак окисляется бактериями рода Nitrosomonas до нитритов (NO₂⁻), которые затем окисляются бактериями рода Nitrobacter до нитратов (NO₃⁻).
3. Денитрификация. В анаэробных условиях нитраты восстанавливаются до газообразного азота (N₂), покидающего воду.

Аммиак и нитриты высокотоксичны для рыб даже в малых концентрациях, тогда как нитраты относительно безвредны и удаляются подменами воды или поглощаются растениями.

¶Носители и среды

Бактерии-нитрификаторы — аэробные организмы, нуждающиеся в постоянном притоке кислорода и большой площади поверхности. В качестве субстрата используются:

• губки и синтепон;
• керамические кольца и шарики;
• биошары с развитой поверхностью;
• пористые материалы (пемза, спечённое стекло);
• грунт и декорации.

Колонии формируются в виде биоплёнки. Скорость размножения нитрификаторов низкая (деление раз в 12–24 часа), поэтому «созревание» фильтра занимает от двух до шести недель.

¶Запуск и азотный пик

При запуске нового аквариума наблюдается так называемый азотный пик: сначала растёт концентрация аммиака, затем нитритов, и лишь после формирования устойчивых колоний показатели приходят в норму. Ускорить процесс позволяют:

• внесение стартовых культур бактерий;
• перенос части грунта или фильтрующего материала из работающего аквариума;
• постепенное заселение рыбами малыми группами.

¶Факторы, влияющие на эффективность

Промывка фильтрующих материалов в водопроводной воде с хлором уничтожает бактерии; рекомендуется ополаскивать их в слитой аквариумной воде.

¶Значение

Биологическая фильтрация — ключевой элемент замкнутой экосистемы аквариума, обеспечивающий стабильность химических параметров и здоровье гидробионтов. Без неё накопление аммиака приводит к отравлению и гибели рыб. В морских аквариумах аналогичную роль выполняет живой камень и специальные биофильтры, в пресноводных — внешние и внутренние фильтры с бионаполнителями.