A biotechnikai vízkezelés hatásmechanizmusa, az ember, az állatok és a technika kölcsönös egymásra hatásának eredménye

www.tunze.de

A biotechnikai vízkezelés hatásmechanizmusa, az ember, az állatok és a technika kölcsönös egymásra hatásának eredménye

Harmadik bõvített és átdolgozott kiadás

AKVÁRIUM ÖKOLÓGIA A biotechnikai vízkezelés hatásmechanizmusa, az ember, az állatok és a technika kölcsönös egymásra hatásának eredménye Ahhoz, hogy sikeresen akvarizálhassunk, az akvárium alapvetõ mûszaki berendezésein kívül a természetben lejátszódó folyamatok megértésére is szükségünk van. A mû a víz tisztántartásának mûszaki módszerei mellett (mint pl. szûrés, hableválasztás, stb.) a biológiai folyamatok lényegébe is bepillantást nyújt. Egy további fejezet a víz minõségi megítéléséhez szükséges modern mérési módszerekkel foglalkozik (vezetõképesség-, pH-mérés, redoxpotenciál mérése stb.). A szerzett ismereteket szabadtéri vizsgálatok és akváriumi megfigyelések eredményei egészítik ki. A könyv elsõsorban a haladó akvaristának készült és az akváriumokban alkalmazott mûszaki berendezések értelmét és célját ökológiai szempontok alapján próbálja megismertetni. Így az édesvízi és a tengeri akvarisztika szerelmesei számára egyaránt értékes segítségként szolgál. Ez nem utolsó sorban a TUNZE-technika megértésére is vonatkozik.

Tartalomjegyzék

Elõszó 1.

Az akvarisztikával kapcsolatos alapvetõ megjegyzések

1.1 1.2 1.3 1.4

Ökológia és akvarisztika Mûszaki berendezések az akváriumban? Mi a vízklíma? A vízcsere témájával kapcsolatos szakértõi vélemény

2.

Mûszaki vízkezelés

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9

Szûrés Biológiailag fontos áramlási formák megvalósítása A keringtetõ szivattyúk hatékonyságának meghatározása Gázcsere az akváriumban Mikroorganizmusok az akváriumban Bioreaktor Fehérje-hableválasztás Ozmózisszabályozás A vezetékes csapvíz tisztítása fordított ozmózissal

3

Mineralizálás

3.1 3.2

A három akváriumtechnikai bomlási lépcsõ Milyen tulajdonságokkal kell ezek alapján egy jó víztisztító rendszernek rendelkeznie?

4

Mérlegjellegû gondolkodás az akvarisztikában

4.1 4.2

Az akváriumi rendszer anyagegyensúlya Az akvárium mint feladat

5

Akvarisztikai mérések

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

Mi a vezetõképesség? Szénsav az akváriumban A tengervíz keményítése A redoxpotenciál és gyakorlati jelentõsége Foszfor Oxigén A Maldív-szigetek ökológiai szempontból

6 6.1 6.2 6.3 6.4

Akvarisztikai gyakorlat Az aktív szén adszorpciós képességének a vizsgálata Különbözõ biológiai szûrõanyagok lebontási teljesítményének tesztelése A jó koszt a halak esetében is lényeges szempont Azok a kellemetlen algák

Irodalomjegyzék

Elõszó N. Tunze ezen könyv elsõ kiadásának kezdeményezõje és szerzõje 35 éven keresztül különbözõ biotópokhoz sorolható akváriumokkal foglalkozott. Ezalatt azt figyelte meg, hogy a legtöbb akvárium sikeres periódusa inkább véletlenszerû, tehát nem tetszõlegesen megismételhetõ összefüggéseken alapszik, aminek oka jelentõs mértékben azonban az akvarista akváriumgondozási szokásaiban rejlik. Ezek a sokéves megfigyelés alapján gyûjtött tapasztalatok vezettek olyan kategóriájú mûszaki berendezések kifejlesztéséhez, amelyek “akváriumtechnikai” gyûjtõfogalmát a hatvanas években N. Tunze neve fémjelezte és amelyeket ma az egész szakma használ. Akváriumtechnika alatt azt értjük, hogy a ma rendelkezésre álló mûszaki eszközökkel és modern víztisztító eljárásokkal megpróbáljuk az akváriumi élõlények életkörülményeit optimalizálni. További szerzõk: F.J.Wichowsky, biológus: Kielben tengeri biológiát tanult; ezt követõen egy délnémet nyilvános akváriumnál szerzett tapasztalatokat. 1985 és 1987 között õ vezette a Tunze cég hidrobiológiai laboratóriumát. J. Sarbacher, diplomás biológus: Karlsruhe-ben végzett 1993-ban, diplomáját a Településvízgazdálkodási Intézetben (Németország) szerezte. A víztisztítás területén dolgozott. A TUNZE cég független munkatársa. A.Tunze, diplomás mérnök: A Müncheni Mûszaki-Fizikai Fõiskolán mûszaki környezetvédelmet végzett. 1994 óta a TUNZE cég ügyvezetõ igazgatója.

1. Az akvarisztikával kapcsolatos alapvetõ megjegyzések 1.1 Ökológia és akvarisztika Az ökológia a természettudományok részterületeként a természetben lejátszódó biológiai, kémiai és fizikai folyamatokat kutatja, valamint a természet dinamikájának megfigyelésével és kölcsönös kapcsolatainak és összefüggéseinek a leírásával foglalkozik. Az ökológia az akvarisztikai fejlõdés fontos alapjának ill. hajtóerejének is tekinthetõ. A fenomenológia (jelenségkutatás) a megfigyelések szigorúan objektív feljegyzésével és leírásával foglalkozik. Ezeket a jelenségeket lényegében tapasztalati tudás útján ismerjük fel (empíria). Az akvarisztika szinte összes lényeges felismerése így született. Az akváriumban tartott állatok és növények biológiai és fizikai igényét, mint pl. a hõ-, fény-, oxigén- és vízmozgás iránti igényt már a 19. században is ismerték. Az akváriumokat egyszerû mûszaki eszközökkel üzemeltették. Az akvarisztika és kifejezetten az akváriumtechnika fejlõdésére az utolsó évtized általános mûszaki elõrelépése természetesen alapvetõ hatást gyakorolt. Mégis megfigyelésre érdemes, hogy számos berendezés az akvarisztikai és a természetben végzett megfigyelések kiértékelési eredményeként született meg. A következõ fejezetben ezek közül választottunk ki néhány ismertetésre méltót. 1. ábra: A természet dinamikáját fizikai, és kémiai folyamatok határozzák meg. Ezek megfigyelése és kiértékelése segít a természet megértésében és az akváriumban való leképezésében.

1.2 Mûszaki berendezések az akváriumban? Foglalkozzunk elõször egy kicsit az orvostechnikával, ami az ember segítségére alakult és az életünkbõl voltaképpen senki sem akarná igazán nélkülözni. Ugyanez vonatkozik a modern biológiai ivóvíztisztításra, amely a növekvõ városi népesség mellett a túlélés biztosítéka. Az a tény, hogy modern víztisztítási eljárásokkal az akváriumban gyakran alacsonyabb nitrát tartalmat lehet elérni és fenntartani mint az ivóvízben, önmagáért beszél. Érthetõ, hogy egyre hangosabbá válik a jobb és gondosabb ivóvíztisztítás iránti igény. Ha mi ma gyakorlatilag a világ bármely trópusi vidékérõl származó halakat, növényeket és alacsonyrendû állatokat nemcsak hosszabb ideig tudunk jó állapotban tartani, hanem szaporítani is, akkor ezt elsõsorban a biológia egyre újabb ismereteinek és az erre épülõ biotechnikának, esetünkben speciálisan az akváriumtechnikának, köszönhetjük. A véletlen sikerbõl éveken keresztüli állandó sikerek, a modern mérési módszerekre támaszkodó, folyamatos ellenõrzésû, modern víztisztító technika alapján válhatnak. Ez sikerült például a kõkorallok és korallsügerek esetében. Aki az élõlények életkörülményeit biztonságosan fenntartó biotechnikát elveti, akár tudatlanságból vagy “takarékosságból”, inkább ne is foglalkozzon akvarisztikával, ez ugyanis csak állatkínzás lenne. 2. ábra: A mai akváriumi élõlények tartási sikere a biológia újabb ismereteinek és az erre épülõ biotechnikának (akváriumtechnikának) köszönhetõ (TUNZE Comline készlet).

1.3 Mi a vízklíma? Édesvíz A természetben a napfény mértéke dönt a természetes édesvizek hõmérsékletérõl és növényzetének növekedésérõl. Az ázsiai és dél-amerikai trópusokon, ahonnan a díszhalaink és növényeink jelentõs része származik, átlagosan 5.000 és 10.000 Lux körüli a megvilágítás erõssége (ez a fák és az úszónövények által leárnyékolt eredetileg 100.000 Lux körüli napfény). A napközben mért vízhõmérséklet 30°C körüli. Éjjel a vízmennyiségtõl függõen 2-10°C körüli lehûlés tapasztalható. Szabályként érvényes, hogy minél kisebb a hõingadozás annál nagyobb a víz fajtagazdagsága. Tengervíz A nyílt trópusi tengereken, azaz a korallzátonyok tenger felõli oldalától kezdõdõen a víz hõmérséklete közel állandó, az éjszakai és nappali hõmérséklet csupán néhány tizedfokkal tér el egymástól. Ezzel szemben a lagúna hõmérséklete a vízmélységtõl függõen jelentõsen ingadozhat. Apálynál rövid idõre akár 40°C-ra is felmelegedhet. Itt is igaz, hogy minél kisebb a hõingadozás annál nagyobb a víz fajtagazdagsága. Fény és hõmérséklet az akváriumban Az akvarisztikában a kis hõsugárzású és viszonylag magas láthatófény-részarányú világítóréteggel ellátott lámpák terjedtek el. Függetlenül attól hogy higanygõzlámpát (HQL) vagy fénycsövet használunk-e, a növények jó növekedését magas piros- és/vagy kékhányadú világítóeszközzel pl. “Aqua Coral” vagy “Grolux” tudjuk elérni. Szinte az összes világítóeszköz egy év alatt közel 50%-ot veszít a fényerejébõl, ezért ennyi idõ elteltével célszerû õket kicserélni. Az elektronikus gyújtás a fénycsövek élettartamát lényegesen megnöveli.

Fém-halogén lámpák (HQI) A jelenleg kapható 70W /150W/ 250W/ 400W teljesítményeket elsõsorban a tengeri akvarisztikában használják alacsonyrendû állatok tartására. Ezek drágák, de akár 100.000 Lux fényerõ elõállítására is képesek. A fûtésre különféle, termosztát vezérlésû üvegcsöves és szilikon-fûtõkábeles fûtés használható. A meghibásodási rizikó csökkentése végett célszerû két, beépített termosztáttal ellátott, egyenként a szükséges fûtõteljesítmény felének megfelelõ teljesítményû üvegcsöves fûtõ rudat használni. Mindenképpen fontos azonban a konstans hõmérséklet. Ideális a 0,1°C pontosságú szabályozás lenne. 1. táblázat: A szükséges fûtési teljesítmény áttekintése Wattban (normál üvegezésû, jól lefedett akváriumok tapasztalati értékei alapján) akvárium-térfogat literben 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 600

a 20°C szobahõmérsékletnél nagyobb kívánt hõmérséklet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 9 9 10 10 10

16 18 18 19 20 20

15

= szükséges fûtõteljesítmény Wattban 23 31 39 47 54 62 69 77 85 93 100 108 115 26 34 42 51 59 68 76 85 93 102 110 119 128 28 37 46 55 64 73 82 91 101 110 119 128 137 29 38 48 57 67 77 86 96 105 115 124 134 144 30 40 50 59 69 79 89 98 108 118 128 138 148 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 125 150 200 (max. 28°C-ra való felfûtéshez) 250 300

A táblázat különösen nagy segítségül szolgál fokozatosan szabályozható fûtés felhasználásánál a legjobb fûtési teljesítmény kiszámításában. A fenti adatok csupán tapasztalati értékek, így a helyi adottságok függvényében eltérésekkel kell számolnunk. A táblázatból továbbá az is látható, hogy a nagy medencék fûtéstechnikailag elõnyösebbek mint a kisebbek. Különösen a helyiség hõmérsékletingadozására nem olyan érzékenyek. A fûtés megválasztásánál a felhasznált szûrõszivattyú teljesítményét is figyelembe kell venni. Vízmozgás - áramlás - keringtetés Közismert tény, hogy a víz oxigén megkötési képessége a hõmérséklet növekedésével csökken. A nagyteljesítményû, a vízfelületre kifolyó 600-4000 l/h teljesítményû merülõ-szivattyúk erõs oxigéncserét tesznek lehetõvé. Szinte az összes vízinövény anyagcseréjére a vízáramlás serkentõleg hat. Az algalepedék kialakulását a vízáramlás viszont gátolja. A vízmozgáshoz szükséges szivattyú teljesítményére ökölszabály édesvíz esetében, hogy a medence vízmennyiségét óránként 1-4-szer, tengervíz esetében óránként 4-10-szer kell megforgatni (lásd 2.1 Szûrés és 2.2 Biológiailag fontos áramlási formák megvalósítása). Konstans vezetõképesség és sûrûség - ezek is hõmérsékletfüggõ problémák! Ha a modern vezetõképesség-mérõ mûszereinkkel megvizsgáljuk az akvárium vizét, akkor egy hõérzékelõvel vagy kézi beállítás útján a hõmérsékletet 25°C-ra “kompenzáljuk”. Erre azért van szükség, hogy összehasonlítható mérési eredményeket kapjunk. Mert pl. a 18°C-os tengervíz “25°C-ra vonatkoztatott” 50 mS = 50000 uS biológiailag azaz pontosabban fiziológiailag hatásos vezetõképessége a valóságban kb. 44,4 mS = 44400 uS. A vezetõképesség kb. 800 uS/°C-os változása fiziológiailag ugyanannyi változásnak felel meg mint amennyit a párolgás idéz elõ! Ennek az az oka, hogy az “ionok”, vagyis a szabadon mozgó töltéshordozó részecskék a folyadékban annál gyorsabban

mozognak minél magasabb a folyadék hõmérséklete. Ebbõl legalábbis az érzékenyebb állatok és növények tartásához az következik, hogy a konstans hõmérséklet csökkenti a fiziológiai megterhelést és az alkalmazkodási stressz elkerülhetõ. Ebbõl a felismerésbõl kiindulva nagyon pontosan mérõ és szabályozó fûtõberendezéseket fejlesztettek ki. A hõmérsékletet egy nagy digitális kijelzõn tizedpontosan lehet leolvasni. Gombnyomással egy hõmérséklethatárt is megadhatunk. A készülék ezután ezt az értéket 0,1°C pontossággal megtartja. A berendezéssel max. 600 Wattos fûtés és 450 Wattos motorok is vezérelhetõk (induktív terhelések esetén kb. 20%-al kisebb teljesítmény).

3. ábra: A számos “klímaberendezés” egyike az akváriumban a hõmérséklet mérõ és szabályozó készülék (7028-as hõmérséklet szabályozó készlet)

1.4 A vízcsere témájával kapcsolatos szakértõi vélemény F.J. Wichowsky A biológiai tanulmányaim 1983 novemberi befejezése után közel egy évig a München /Hellabrunn beli állatkert akváriumának és terráriumának vezetõ munkatársa voltam. 1985 és 1987 között a TUNZE cég kutatólaboratóriumának voltam tudományos vezetõje Penzbergben. Ennek a Kutatási és Tudományos Szövetségi Minisztérium által támogatott tevékenységnek a keretében ma több trópusi tengeri állatot és növényt tartalmazó kísérleti akvárium felügyeletét látom el. A TUNZE cég többek között azt is céljául tûzte ki, hogy az akvarisztikának modern természettudományos módszerek felhasználásával új impulzusokat adjon. Ezen erõfeszítés központi problematikája az akváriumok természetes körülményeknek megfelelõ üzemeltetése. Segédeszközként a TUNZE cég szivattyúit, hableválasztóit, bioreaktorait és ozmózisszabályozóit valamint biológiai know-how-ját használják. A természeteshez hasonló feltételeket akkor lehet elérni, ha a vizek biológiai és kémiai körfolyamatai (vagyis a káros anyagok lebontása és a tápanyagok rendelkezésre állítása) az akváriumban is megvalósíthatók. A legfontosabb cél tehát, hogy az egyik faj (pl. halak) által a vízbe leadott szennyezõ anyagokat olyan anyagokká változtassuk, amelyeket a másik faj (pl. növény) hasznosítani képes vagy egy mûszaki berendezéssel (szûrõk, bioreaktorokkal biokémiai úton, stb.) eltávolítsuk és ezáltal hatástalanítsuk. Eddig az akvarisztikában a víz erõs szennyezõdése miatt úgynevezett “rendszeres vízcserére” volt szükség (lásd a szakirodalmat). Ezúton évente több tízezer liter sós szennyvíz kerül a közcsatornákba. Az úgynevezett “rendszeres vízcsere” nem csak egyfajta környezetszennyezést, de az akváriumi élõlények szempontjából is egyfajta elõre nem kalkulálható veszélyt jelent. Elég ok ez ahhoz, hogy ezt az eljárást fölöslegessé tegyük! Azt, hogy ez lehetséges, egy közel hároméves, tudományosan megalapozott vizsgálattal bizonyítottuk. A 2,5 évig tartó kísérlet során a víz legfontosabb paramétereit naponta rendszeresen mértük. Ezek részletes alakban rendelkezésre állnak és bizonyítják, hogy a sikeres korallszirti akvarisztika a “rendszeres vízcsere” nélkül is megvalósítható.

2. Mûszaki vízkezelés 2.1 Szûrés A modern akvarisztikában a szûrés több okból is jelentõs szerepet játszik. Egyfelõl szép látvány az akvárium kristálytiszta vize. Másfelõl, és ez sokkal lényegesebb, az állatok egészségben tartásához elengedhetetlenül fontos, hogy az oldott, szemmel láthatatlan anyagok koncentrációját is korlátok között tartsuk ill. hogy lehetõleg a növények által hozzáférhetõ vegyületekké alakítsuk (biológiai körfolyamat) A hatékony szûrés ezért legalább két lépésbõl áll: 1. Mechanikus szûrésbõl, amelyre célszerû gyorsan cserélhetõ nagyteljesítményû szûrõt használni (pl. Comline, TUNZE SYSTEM). 2. Biológiai szûrésbõl, egyfajta biológiai reaktor használatával (röviden bioreaktorból). A gyorsan cserélhetõ mechanikus szûrõ Feladata, hogy az összes szemmel látható lebegõ anyagot rövid idõ alatt kiszûrje az akvárium vizébõl. Ilyen elsõsorban a táplálékmaradék, elhalt növényi részek, halürülék stb. Mivel ezek a hulladékok egy idõ múlva feloldódnak és a víz minõségét rontják, ezért a jó mechanikus szûrõvel szemben mindenek elõtt két követelmény támasztandó: nagy szûrõhatás valamint gyors és könnyû tisztítási lehetõség. A TUNZE cég több mint tíz éve alkalmaz többrétegû, speciális eljárással merevített vattából készült szûrõpatronokat. Ezt a szûrõfajtát a biotechnikában mélységi szûrésnek nevezik. A leválasztás abszorpcióval történik, azaz a részben ragadós részecskék rátapadnak a vatta szálaira

és elektrosztatikus kölcsönhatás eredményeképpen rögzülnek (a negatív és a pozitív töltésû részecskék vonzzák egymást). Ennél a folyamatnál a kolloidoknak mint rögzítõ elemeknek (“ragasztó”) jelentõs szerep jut. Minél jobban beállt egy akvárium biológiailag, annál hatékonyabban mûködik a szûrõpatron. Az akváriumban tartott élõlények mennyiségétõl függõen a szûrõpatront 3 hét múlva egyetlen mozdulattal ki lehet cserélni, vagy 2-3 alkalommal ki lehet mosni. Az akváriumi higiénia miatt azonban célszerû a vattát már 1-2 hét elteltével kicserélni. 4. ábra: A mélységi szûrés elvi vázlata 1. akril vatta 2. vattafonalak 3. szennyezõ anyagok 4. kolloidok 5. szûrlet

Gyógyszeres kezelés utáni mérgezések esetében és erõs sárga színezõdéskor a szûrõpatron helyett az utántöltõ patronba szénszûrõs betéteket helyezhetünk, ezeket is néhány kézmozdulattal lehet kicserélni. Ez a megoldás egy készenlétben álló tûzoltó készülékhez hasonlítható. Az utántöltõ patronokat hosszútávon hétköznapi szûrõvattával vagy makacs zavarosodás esetén a finomszûréshez mikrovattával is feltölthetjük. A TUNZE által az utóbbi években az egyszerû patronos és fazékszûrõkbõl kifejlesztett gyorscsere-szûrõkomponensek a másodpercek alatt végrehajtható, kényelmes szûrõcserét valamint egy teljes rendszer biológiai vízkezelõ berendezésekbõl történõ felépítését teszik lehetõvé. A berendezés gyûjtõneve TUNZE vízkezelõ komponensek.

A. beszívó csövek B. felületi elszívás C. szûrõpatron visszafolyás elleni védelemmel D. szivattyúkimenet E. az ozmózisszabályozó érzékelõi vízszint-szabályozás F. rögzítõ

5. ábra: Szivattyús szûrõ és homogén, tekercselt vatta szûrõpatronnal (Comline)

2.2 Biológiailag fontos áramlási formák megvalósítása -hiszen az áramlás egyben életenergia is Oka és jelentõsége A föld tengervíz- és édesvíztömegének a mozgása a szélnek, az atmoszférikus nyomásnak, a hold és a föld kölcsönös vonzásának és sûrûségkülönbségeknek (hõmérséklet) valamint lejtésnek köszönhetõ. Az ezáltal keletkezõ áramlások természetesen nagymértékben függnek a földrajzi adottságoktól. Ezek nélkül a hidrodinamikai hatások nélkül pl. a tengeri élet csak nehezen képzelhetõ el. Ezért van az “akváriumi ökoszisztémában” is nagy jelentõsége a biológiailag fontos áramlások megvalósításának. A biológiai hatások nagyon átfogóak. Ezeknek az áramlási formáknak lényegében fontos szál-

lító- és elosztószerep jut. Így pl. a meleg, az oldott gázok egyenletes elosztása vagy a tápanyagrészecskék szállítása különösen fontos feladat. Az oxigén és a széndioxid diffúziós sebessége állóvízben olyan alacsony, hogy a miáltalunk ismert tengeri élet nem alakulhatott volna ki. A zátonyon a helyhez kötötten élõ lények elõszeretettel telepszenek meg az erõs áramlásnak kitett helyekre. A korallzátony életfeltételeinek egyik legfontosabbika, hogy a korallok elsõsorban az áramlással szállított planktonnal táplálkozhassanak. Az “akváriumi ökoszisztémában” az áramlás a szennyezõ anyagokat kell a szûrõbe szállítsa, ami nem kisebb szerep. Az áramlás megfigyelése a szabad természetben az akváriumi adaptálás céljából Ha megfigyeljük egy nagyobb édesvizû tó vagy a tenger vízmozgását, akkor felismerhetjük, hogy ebbõl lényegileg öt mozgásfajtát vihetünk át az akváriumra. 1. Széles felületû áramlás: A természetes vizek áramlása a hatalmas méretarányból és a keletkezés módjából kifolyólag széles felületû. Ez azt jelenti, hogy az áramlási vonalak inkább párhuzamosak és nem egy pontból indulnak ki, mint egy szivattyú kifolyócsöve esetében.

2. Hullámverés: A felszín közeli szél eredményeképpen keletkezõ hullámmozgás (hullámverés) erõsebb (hullámvölgy) és gyengébb (hullámhegy) áramlási impulzusokat kelt. Az így keletkezõ áramlás néhány méter mélységig hat. Ez az áramlás számos turbulenciát is kelt. 3. Intervallumos áramlás Irányát változtató áramlás többé kevésbé rendszeresen keletkezik, ilyen pl. az ár és az apály okozta irányát váltó áramlás (intervallumos áramlás). Hatása a zátony anyagszállítása szempontjából különösen fontos. Az akváriumban a szûrõ hatásfokán lehet ezáltal lényegesen javítani. 4. Éjszakai lecsendesülés Az éjszaka folyamán a zátonyon a hullámverés az elfekvõ szélnek köszönhetõen lényegesen lecsendesül. A nappali állatok többsége nyugovóra tér, a plankton felemelkedik. Ez alatt az idõ alatt az áramlási aktivitás csökken. 5. Etetési szünet A természetes vizek hidrodinamikus jelenségei alapvetõen a tápanyagszállítást szolgálják. A legtöbb halfaj a táplálkozáshoz nyugodtabb vizeket részesít elõnyben, feltéve, hogy a kívánt táplálékkínálat ott is megtalálható. Az akváriumban viszont az áramlás útján a szûrõkörbe történõ táplálékbeszívás problémát okoz. Így tehát a halak táplálkozását zavarhatja a túl erõs áramlás és a táplálék a szûrõben “landol”. Ekkor a szûrõ leállítása segíthet (Etetési szünet).

Szivattyúk A fenti mozgások megvalósításához alkalmas szivattyúkra van szükség. Természetesen próbálkoztak már másmódon is áramlást kelteni az akváriumban (sûrített-levegõs rendszerek, mozgó lemezek). Ezek a megoldások azonban rendszerint a csekély teljesítményen vagy a rossz ár-teljesítmény viszonyon buktak meg. Ezen kívül a szivattyúk megbízhatósága az akvárium lakóinak túlélése szempontjából a legjelentõsebb elõny. Az elsõ akváriumi szivattyú szellõztetõ szivattyúként mûködött. Ezeket azonban a csekély áramlási teljesítményük miatt csak az édesvízi akváriumoknál lehetett felhasználni, a tengerieknél alig. A számos szivattyúrendszer közül az akvarisztikában a legjobban a centrifugálszivattyúk váltak be. Centrifugálszivattyúk Különbözõ centrifugálszivattyú típusok, ill. meghajtástípusok léteznek. Ezek lényegileg a motorok típusában és alkalmazásuk céljában térnek el egymástól. A motorok között megkülönböztetünk szinkron és aszinkron motorokat valamint az új, elektronikus szabályozású, biztonsági kisfeszültséggel mûködõ elektronikus motorokat. A szinkron motorok, amint ezt a nevük is mutatja a hálózati frekvenciával szinkronban forognak. Ezeket rendszerint mûgyantával kiöntött búvárszivattyúkban szokták használni. Ezeket az egyszerû ki- és bekapcsoláson kívül az akvarisztikában kifizethetõ berendezésekkel vezérelni nem lehet. A csapágyak kenése valamint a hûtés is vízzel történik. Az utóbbi években szinkronmotoros biztonsági kisfeszültségû (12/24V) búvárszivattyúk is kaphatók a piacon. Az aszinkron motorok a hálózati frekvenciától eltérõ fordulatszámmal is foroghatnak. Ezért elõszeretettel használják õket csillapítótagos elektronikus vezérlésekkel együtt, rendszerint merülõ centrifugál-szivattyúkként. Az alsó szekrénybe vagy egyéb külsõ elhelyezéshez mágne-

ses kuplungos kivitelben is készülnek. A motorok felépítésébõl következik, hogy többségüket levegõvel hûtik. A TURBELLE szivattyúk továbbfejlesztése egy új szivattyútípus akvarisztikai alkalmazását tette lehetõvé. Elektronikus elõtétek segítségével sikerült a búvárszivattyúkat biztonsági kisfeszültséggel mûködtetni úgy, hogy ezek elektronikusan szabályozhatók legyenek és nagy hatásfokkal rendelkezzenek (lásd 7. ábra). A mûszaki lehetõségek szerteágazó területén az áramláskeltésre három szivattyútípust szokás alkalmazni: merülõ centrifugálszivattyúkat, búvárszivattyúkat és külsõ szivattyúkat. Merülõ centrifugálszivattyúk A merülõ centrifugálszivattyúkat már a hatvanas években is használták. A TUNZE cég a TURBELLE név alatt az áramoltató szivattyúk gyártásában ezzel a szivattyútípussal vezetõ szerepet játszott. Amint ezt a neve is jelzi, a merülõ centrifugálszivattyú centrifugál része a víz alatt helyezkedik el. A motor viszont léghûtéses és a víz színe felett nyer elhelyezést. Ez a szivattyútípus eddig szinkron-motorral lett ellátva és megfizethetõ költségért elektronikusan szabályozható.

6. ábra: Turbelle merülõ centrifugálszivattyú

Búvárszivattyúk Ezeket a szivattyúkat az akvarisztikában Powerhead-szivattyúknak is szokás nevezni. Ezeket teljesen a vízszint alá süllyesztve lehet mûködtetni. Az egyszerû felépítés miatt rendszerint szinkronmotorokkal látják el õket. Ez a felépítés vízkenést és vízhûtést tesz lehetõvé. Mûanyagok használatának köszönhetõen nincsenek korróziós problémák. Hátrány viszont, hogy ezeknek a motoroknak definiálatlan a forgási iránya, ezért a legtöbb gyártó szimmetrikus centrifugál házat kénytelen használni. Ennek eredményeképpen a szivattyú hatásfoka viszonylag rossz és így több hulladékhõ jut az akváriumba. Ez fõképp a nyári hónapokban lehet kritikus. A TURBELLE szivattyú továbbfejlesztése szinkron motoros búvárszivattyúkká viszont ezen problémák jelentõs csökkentését tette lehetõvé. Ezek forgásirány-adóval és aszimmetrikus centrifugál házzal rendelkeznek, ami a szivattyúk hatásfokát kb. 1/3-al javítja. Külsõ szivattyúk (az akváriumon kívül) Ezeket a szivattyúkat szinkron és aszinkron motorokkal is építik. Különlegességük, hogy teljesen tömített centrifugál házzal rendelkeznek és az akváriumhoz tömlõkkel csatlakoznak. Ezáltal a szivattyút ugyan kivettük az akváriumból, ennek fejében azonban egy bizonyos szivárgási rizikó, illetve a tömlõk miatt vezetési veszteség is adódik.

7. ábra: Balra: Szinkronmotoros búvárszivattyú: Turbelle powerhead Jobbra: Búvárszivattyú elektronikus motorral fordulatszám-szabályozáshoz: Turbelle electronic

Milyen erõsen melegítik fel a búvárszivattyúk az akvárium vizét? Az irodalomban néha találkozhatunk akvaristák beszámolóiban azzal a félelemmel, hogy a búvárszivattyúk az akváriumot veszélyesen felmelegítik, akár a szobahõmérsékletnél 3-4°C-al melegebbre is. Egy ilyen akaratlan “pótfûtés” fõképp a forró nyári hónapokban veszélyt jelentene az egyébként 25-27°C-on üzemelõ akváriumok számára. Mi történik tehát ténylegesen a búvárszivattyúk energiájával? A termodinamika elsõ fõtétele alapján egy külsõ szivattyú esetében a teljes meghajtó energia hõenergiaként jelentkezik az akváriumban. A teljesen víz alá merített szivattyúk esetében még a motor által fejlesztett hõ is ehhez társul. Ha azonban egy 20 W-os és kb. 50% hatásfokú szivattyút a víz alatt mûködtetünk, akkor 10 W hõenergia keletkezik a víz mozgatásával és 10 W a motor hõveszteségébõl adódóan, ami összesen 20 W hõenergiát jelent. Gyakorlati tesztben ez a következõképpen nézett ki: Egy nyitott 300 literes tengeri akváriumot állatok és növények nélkül víz alá merített 20 W áramfelvételû (3000 l/h) Turbellével mûködtettünk. Ennek eredményeképpen a 22°C szobahõmérséklethez képest 0,4°C hõemelkedés jelentkezett (az üzembevételtõl számított 24 óra elteltével mérve). Egy 3000 l/h Turbelle egy 300 literes akváriumban erõs áramlást kelt, ez több is mint amire egy ekkora tengeri akváriumban tényleg szükség lehet. Egy ilyen áramtakarékos szivattyúval egy nagyobb akváriumban, pl. egy 600 literesben a vízmennyiség megduplázódása miatt a hõemelkedés megfelezõdik. Ez a fûtés tehát olyan csekély, hogy nyugodt lelkiismerettel elhanyagolhatjuk. A biztonsági kisfeszültségû szivattyúknál (12/24V) a fûtõhatás szempontjából a transzformátorok melegedését le kell vonni. Példa: Egy elektronikus vezérlésû 24V-os és (2m emelési magasság esetén) 4000 l/h teljesítményû búvárszivattyú a transzformátorral együtt 48 W-ot fogyaszt. Maga a szivattyú csak 38 W-ot igényel, a többi a transzformátorra és a vezérlõelektronikára jut

(mindkettõ az akváriumon kívül helyezkedik el). Így a szivattyú tényleges hõleadása kisebb mint a megadott összes teljesítményfelvétel. Összegzés: Az akváriumban üzemelõ szivattyúk megállapított teljesítmény-felvételét az akvárium lakóit fenyegetõ nyári meleg miatt minél alacsonyabb értéken célszerû tartani. Ezért (és nem csak ezért) célszerû a nagyteljesítményû szivattyúk vásárlásánál az alacsony teljesítményfelvételt is szem elõtt tartani. Az áramlás jellemzõi Találékony emberek rájöttek, hogy az olcsóbb kerti tavi szökõkútszivattyúkkal “fergeteges” áramlást lehet az akváriumban létrehozni. Egy idõ múlva azonban az öröm alábbhagy, mert az akvárium valahogy “nem szereti igazán” ezt a megoldást. Mi is történt voltaképpen? Minden áramlás peremén úgynevezett nyíróerõk lépnek fel. Ezek bizonyos nyomáshatárérték felett megölik a planktont. Szabályosan szétszakítják. Az ökológusok nyírási-stresszrõl is beszélnek. A hatása hasonló mint amikor egy ügetõ ló maga után vonszol valamit, vagy amikor vízisízés közben 60 km/h sebességgel vízbe esünk. Az ilyen “kemény” áramlás többek között pl. szökõkútszivattyúkkal érhetõ el, amelyek több mint 2m-es vízoszlop állandó nyomásával kis keresztmetszeten mintegy “belõnek” az akváriumba. Az ilyen sebesen áramló vizekben se a díszhalaink, se a vízinövényeink nem fordulnak elõ, a korallokról nem is beszélve! A zátonyok erõs árapályáramlásainak kitett részein csak néhány, speciálisan alkalmazkodott faj képes a túlélésre. Tapasztalt ökológusok és akvaristák óvnak az akváriumban az élõlényekre nézve veszélyes, nagynyomású áramlás keltésétõl! Ezért speciális, a biotópra jellemzõ áramlás elõállítására kifejlesztett szivattyúkat használjunk és ne a kerti tavak és szökõkutak univerzális szivattyúit.

Nagy teljesítményû keringtetõ szivattyúként jól használhatók a kb. 20 mm-es vagy nagyobb külsõ áramlási átmérõjû szivattyúk. (Lásd 8.2 ábra.) Ekkor az átáramló mennyiség 4000 l/h-nál ne legyen nagyobb. A 8 mm-es átmérõk esetében 1000 l/hnál ne “kergessünk” több vizet át a rendszeren, különben a 2m vízoszlopnál nagyobb nyomás keletkezik (lásd 8.4. ábra.) Az ilyen szivattyúk inkább a csõ - és tömlõvezetékek nyomószivattyúinak felelnek meg. Ezen túlmenõen egy alkalmas kifolyócsonk alkalmazásával az áramlás szétterül és a természetben elõforduló áramláshoz hasonlóvá válik (lásd 8.3 ábra). Ha azonban úgynevezett áramlásosztókat alkalmazunk, sok apró lyukkal ellátott csöveket, akkor az áramlás erõteljes veszteségével kell számolnunk. Ezért az ilyen megoldások alkalmazása csak korlátozott mértékben javasolható. 8. ábra Különbözõ áramlási képek ábrázolása 1. A természetben elõforduló áramlás (széles frontú, párhuzamos) 2. Mûszaki áramlás nagy keresztmetszettel, kis nyomással 3. Kifolyócsonkkal az áramlás tovább szélesíthetõ 4. Mûszaki áramlás, kis keresztmetszettel és nagy nyomással, erõs nyíróerõk lépnek fel.

A szivattyúk elektronikus szabályozási lehetõségei A hullámverés (pulzáló áramlás) és az ár-apály (intervallumos áramlás) okozta vízmozgások akváriumi modellezésére már a hatvanas években különbözõ tudományos intézményekben folytattak részben nagyon komplikált technikákat alkalmazó kísérleteket. 1980 elején elektronikus berendezéseket (powertimer) fejlesztettek ki, amelyekkel a (szabályozható) szivattyúk folyamatos áramlását beállítható impulzushosszúságú és erõsségû pulzáló áramlássá lehet alakítani. Ilyen szabályozást az elektronikus búvárszivattyúkkal és minden aszinkron motoros szivattyúval egyaránt meg lehet valósítani. A szinkronmotoros szivattyúk túl komplikált vezérlési módszerei miatt eddig ennél a szimulációnál csak ki- és bekapcsolási folyamatokat valósítottak meg (pl. tápadagolás). Kapcsolóórával vagy más eszközökkel az intervallumkapcsolás azonban megvalósítható. 9. ábra A pulzáló akváriumi áramlás egyszerûsített ábrázolása 1. Folyamatos áramlás 2. A szivattyú fordulatszám változtatásával áramlási impulzusok keletkeznek. Az áramlás a turbulenciák következtében szélesebbé válik. 3. A különbözõ áramlási impulzusok eltérõ idõközökben történõ egymásba ütközése jelentõsen csökkenti az áramlás szempontjából pangó sarkok keletkezésének veszélyét.

A pulzáló áramlás alá nem becsülhetõ elõnye, hogy természetes viszonyokat szimulál és javítja a szûrés hatékonyságát. Különbözõ erõsségû örvények (“power”) adott idõközönkénti létrehozásával (“timer”) az akváriumban a pangó sarkok keletkezésének a veszélye jelentõsen csökken. Két szivattyú használata a hatást határozottan javítja. A kétcsatornás pulzáló technikával mûködõ készülékek a csatlakozó szivattyúkat azonos vagy ellenkezõ irányban képesek kapcsolni. Az azonos irányú beállítás esetében az áramlás hullámjellege erõsödik, mivel az erõs áramlást a gyenge áramlás nem képes elfedni (lásd 8.1 és 8.2 ábrák). Az ellenkezõ irányú beállítás esetében nagy és széles áramlási front képzõdik (lásd 8.3 és 8.4. ábrák). 10. ábra Példa két pulzáló áramlást keltõ elektronikus búvárszivattyú alkalmazására Azonos irányú pulzáló üzemmód 1. az elsõ szivattyú az 1-es csatornán. Beállítása: kb. 30 és 60%-os teljesítmény, impulzusismétlõdés kb. 2 mp. 2. a második szivattyú a 2-es csatornán. Beállítása: kb. 40 és 100%-os teljesítmény, az 1-es csatornával azonos irány, impulzusismétlõdés kb. 2 mp. az 1-es csatornával szinkronban.

Ellentétes irányú pulzáló üzemmód 3. az elsõ szivattyú az 1-es csatornán. Beállítása: kb. 60 és 30%-os teljesítmény, impulzusismétlõdés kb. 2 mp. 4. a második szivattyú a 2-es csatornán. Beállítása: kb. 40 és 100%-os teljesítmény, de az 1-es csatornával ellentétes irány, impulzusismétlõdés kb. 2 mp. az 1-es csatornával szinkronban.

A trópusokon a szél és a hullámzás éjszakára rendszerint lecsendesedik, ezért ezek a vezérlõberendezések a pulzálást éjszakára fotocellák segítségével ki tudják kapcsolni. A szivattyúk ilyenkor csak csökkentett teljesítménnyel mûködnek. A szivattyúk éjszakára csökkentett fordulatszáma csökkenti a vízben fellépõ nyíró erõket is. Ez viszont a sötétben felszálló plankton túlélési esélyeit növeli meg. Azok a vezérlõ berendezések, amelyek intervallumkapcsolóval is rendelkeznek képesek az ár és apály áramlását szimulálni. Képesek arra, hogy egy vagy több áramlást keltõ szivattyút felváltva ellenkezõ irányba mûködtessenek. Rendszerint 3-6 órás intervallumokat lehet rajtuk beállítani. Az áramlási intervallumok a korallzátonyon ezzel megegyeznek. Ennek hatására a zátony teteje rendszeresen tisztára öblítõdik. Ez az akvárium vonatkozásában szintén a szûrõ tisztító teljesítményének a növekedését jelenti, mivel az akváriumi berendezések minden irányból leöblítõdnek (lásd 9. ábra).

Az intervallumkapcsolást a tengeri akváriumoknál kellõ mûszaki elõfeltételek esetén a pulzáló áramlással is meg lehet valósítani (lásd 10.1 és 10.2 ábrák). Ha ekkor több széles áramlási keresztmetszetû szivattyút használunk és ezeket intervallum- és impulzus-áramkörrel üzemeltetjük, akkor ideális áramlási viszonyokról beszélhetünk.

11. ábra Az akváriumi ár és apály áramlás egyszerûsített ábrázolása pulzáló áramlás nélkül. 1. A baloldali szivattyú az akvárium egyik felét öblíti át. 2. Az ár-apály ütemében a jobboldali szivattyú az akvárium másik felét látja el áramlással. Ezáltal szinte mindenüvé kellõ áramlás jut.

12. ábra Példa azonos irányú intervallumés pulzáló üzemû elektronikus merülõszivattyúkra 1. az elsõ szivattyú az 1-es csatornán. Beállítása: kb. 45 és 90%-os teljesítmény, impulzusismétlõdés kb. 1,5 mp. 2. a második szivattyú a 2-es csatornán. Beállítása: kb. 40 és 70%-os teljesítmény, az 1-es csatornával azonos irány, impulzusismétlõdés kb. 1,5 mp. az 1-es csatornával szinkronban. Intervallumkapcsolás: A szivattyúkat az intervallumszabályozó felváltva, pl. 5 óránként kapcsolja ki és be.

Ezeknek a készülékeknek további elõnye, hogy segítségükkel automatikus etetési szünet valósítható meg. Az etetés elõtt csak rá kell nyomni egy gombra és a szivattyúk az elõre beállított ideig, ami kb. 8 perc, leállnak. Ezután automatikusan bekapcsolnak. Ez a kapcsolási üzem mindegyik szivattyútípus esetében használható. A szûrõ- ill. áramoltató szivattyúk kikapcsolása az etetés idõtartamára szinte az összes akvarisztikai tankönyvben szerepel. Egyes etetõ automaták ezt a funkciót opcióként kínálják. A modern pulzálva áramoltató és áramlásintervallum szabályozó berendezések esetében az etetési szünet természetes feltétel. A jobb kezelhetõség végett egyes készülékek tartozékként 2 m-es távkapcsoló kábelt tartalmaznak.

13. ábra: Multicontroller: kétcsatornás hullám-illetve árapály-szimulációs vezérlõkészülék, ezzel az eszközzel az itt említett összes áramlási forma megvalósítható.

14. ábra: Az akváriumi áramlás egy szivattyúval és szûrõvel történõ kialakításának alapelve. A köráramlásnak köszönhetõen a nehéz részecskék is a szûrõbe kerülhetnek.

Keringtetõ köráramlások Ahhoz, hogy az áramlásnak az akváriumi szûrõ hatását jobban megértsük némi áramlástechnikai alaptudásra van szükségünk. Vigyázni kell például azokra a szivattyúkhoz csatlakozó csövekre, amelyek a fenékig érnek (lásd 14. ábra). Az összes többit is eszerint az elv szerint variálhatjuk. A csõhosszabbítással az áramlás a talaj közelébe irányítható. Ezáltal még a nehéz szennyezõ részecskék is bekerülnek az áramlásba és a szûrõbe (lásd 14. ábra). Ha az akváriumba egy második vagy további szivattyúkat is felszerelünk, akkor vigyázzunk rá, hogy azok a szûrõ felé kialakított köráramlást ne zavarják meg, azaz a szûrõ felé a köráramlás megmaradjon. A szûrõrendszerû intervallumszivattyúk installálása során tehát a szûrõhöz mindkét oldalon szereljünk a szennyezett vizet a szûrõbe vezetõ lefolyót is, mert az intervallumáramlás semmi esetben sem hathat a szûrõáramlással szemben. Így tehát annak nem lenne értelme, hogy két szivattyút egyidejûleg egymással szemben dolgoztassunk, mert ezáltal nem alakulhat ki hordozó áramlás. Az ekkor keletkezõk turbulencia viszont semmilyen biológiai elõnnyel nem jár. A víz mozgatásához szükséges szivattyúteljesítmény ökölszabálya, hogy a medence tartalmát édesvízi akváriumok esetében 1-4-szer, a tengeri akváriumoknál 4-10-szer kell óránként átáramoltatni. Az áramlás meghatározása szempontjából természetesen az állat és növénytársítás, az áramlás minõsége és az akváriumi dekoráció a lényeges és döntõ szempont. Ezt végül is csak kellõ tapasztalattal lehet optimalizálni.

A hõáramlás az akváriumokban alig szokott problémát jelenteni. Még a nagyobb akváriumok esetében sem több a hõmérsékletkülönbség 0,1 °C-nál. Ennek oka a nagy áramlási sebességben és a szabad természethez viszonyított kis vízmennyiségben rejlik. Mivel a trend az, hogy az összes mûszaki berendezést lehetõleg az akváriumon kívül helyezzük el (még a fûtést is), így a külsõ szûrõ használata kényszerûen hûti az akváriumot. Ezért a gondosan megtervezett külsõ szûrõberendezés egy saját szûrõ nélküli szivattyút kell tartalmazzon a víznek a medencébe történõ visszavezetéséhez, amennyiben külsõ fûtést terveztünk. 2.3 A keringtetõ szivattyúk hatékonyságának meghatározása A keringtetõ szivattyú gazdaságossága a vásárlásnál egy lényeges szempont. Annak érdekében, hogy a szivattyúk mûszaki paramétereinek segítségével hatékonysági összehasonlítást végezhessünk az alábbi adatokra van szükség: 1. A szállított maximális vízmennyiség (liter per órában vagy liter per percben) 2. A maximális emelési magasság Hmax (méterben) 3. A maximális elektromos teljesítményfelvétel (Watt-okban) Ezeket az adatokat mindegyik akváriumi pumpánál meg kell adni. Ha eddig csak a szállított vízmennyiséget és a nyomást vettük figyelembe az értékelésnél, akkor a szivattyú hatékonyságának a megítéléséhez hiányzott egy lényeges paraméter, éspedig a felvett elektromos teljesítmény. A fizikában eredõ hatásfokról beszélnek. Az ehhez tartozó képlet tartalmazza az elektromos teljesítményt, a szállítóképességet, a szállító áramlást és a fajsúlyt. A gyakorlatban használható jellemzõ meghatározásához speciálisan az akváriumi és tavi szivattyúk esetében a hatékonyságot (E) egy egyszerûbb módszerrel is meghatározhatjuk. Ezt a jellemzõt (E) az alábbiak szerint számoljuk ki:

(max. vízmennyiség l/h) x (max. szállítási magasság m) E = ——————————————————————— (felvett elektromos teljesítmény) Példa: Egy max. 3000 l/h (liter per óra) szállítására alkalmas szivattyú maximális emelési magassága 1,5 m és ekkor 21 Watt elektromos energiát fogyaszt. 3000 x 1,5 E = ————— = 214---- = 214 21 Vagy: Egy 1000 l/h szivattyú max. emelési magassága 1 m és 16 W a fogyasztása. 1000 x 1,0 E = —————— = 62,5-- = 62,5 16

15. ábra: Az akváriumi szivattyúk hatékonysági jellemzõje (E) 100 W-ig 1.) Hatékonysági jellemzõ E 2.) túl kicsi 3.) csekély 4.) közepes 5.) jó 6.) nagyon jó

Az ebbõl a képletbõl adódó eredmény a szivattyú eredõ hatásfokával arányos. Így a különbözõ szivattyúk összevetésére alkalmas jelzõszámot kaptunk. Áramtakarékosság kicsiben is aktív környezetvédelemnek számít. hiszen egy akváriumi szivattyú évekig éjjel és nappal mûködésben van. A nagy, 300 liternél nagyobb akváriumoknál gyakran több szivattyút is használunk. Az akvárium vizébe leadott hõteljesítmény éppen a nyári hónapokban az akváriumi biotópot veszélyeztetõ túlmelegedéshez vezethet (lásd ezzel kapcsolatban az elõzõ fejezetben “Milyen erõsen melegítik fel a búvárszivattyúk az akvárium vizét?”)

2.4 Gázcsere az akváriumban - buborékképzõdés Ha egy akváriumot erõs fénnyel (HQI lámpával) és hosszú ideig világítunk meg, akkor az algák és korallok légzésébõl kifolyólag oxigénbuborékok keletkezésével számolhatunk. A fényhatással való összefüggést arról ismerhetjük fel, hogy a gázképzõdés a megvilágítási idõ vége felé erõteljesebb. A növények és az algák fotoszintézise a teljes megvilágítási fázis alatt, eleinte láthatatlanul, oxigént termelt, amit ezek a vízbe adtak le. A gáz túltermelés minden akváriumban a vízben oldható mennyiség túllépését eredményezheti. A tengervízben a sók illetve a megváltozott felületi feszültség hatására a túltelítettség buborékképzõdés útján válik határozottan érzékelhetõvé. A növények, algák és korallok által termelt széndioxid és oxigén gázok a vízben tárolódnak. Buborék akkor keletkezik, ha ekkor a gázok maximális oldhatósági szintjét elérjük illetve túllépjük. Természetesen a tápanyag-túlkínálat is fontos tényezõ lehet, ami pl. az alganövekedés kiváltásában mutatkozik meg. Gyakran fel nem ismert módon ugyanis tápanyag szabadulhat fel

a talaj nagytakarításakor is. Az ott tárolt tápanyagok a redox klíma változásától is felszabadulhatnak. A szûrõberendezésen végzett változtatások hasonló hatással járhatnak. Az ilyen tápanyag- és fénytúlkínálattal szinte mindegyik kezdõ fázisban lévõ tengeri akváriumnál találkozunk az elsõ hat hónap folyamán. Ezek a problémák a kezdõ fázis után is fennmaradhatnak. A gyakorlott akvaristák gyakran felismerik az “algaképpel” illetve a tápanyagmennyiséggel fennálló összefüggést.

16. ábra: Gázbuborékok keletkezése a tengeri akváriumban

Az akváriumban található szivattyúk, mindenek elõtt a szûrõszivattyúk, képesek arra, hogy ezt a túltelítettséget kihajtsák. Ez gyakran úgy jelentkezik, mintha a szivattyú néha “valamiféle” buborékokat szívna be. A szûrõkön és szivattyúkon átáramló vízben hirtelen megváltoznak a nyomásviszonyok és ekkor a gáztúlkínálat felszabadul (Henry-féle gázoldhatósági törvény). Minél nagyobb a nyomáskülönbség annál nagyobb mennyiségû gáz szabadul fel. Ezek a különbségek ezért a szivattyú teljesítményétõl (szivattyúnyomás) és a szûrõanyag ellenállásától is függnek. Ha az ilyen akváriumban hableválasztó is üzemel, az a benyomás születhet, hogy a buborékok ezekbõl származnak. Holott a gázokkal erõsen telített víz csupán megnöveli egy kicsit a

lehabozó által egyébként leadott gázmennyiséget. Ez a jelenség többé vagy kevésbé minden jó, áramlásokban gazdag tengeri akváriumban jelentkezik. A gáztúltelítettség a korallzátonyon természetes és az egészséges vízklima része. Az akváriumban fellépõ gázfejlõdés ezért a fotoszintézis hatásának tekinthetõ. Ha a légbuborékok egyszer valóban zavarnának, pl. fényképezésnél, akkor a Turbellét egy idõre nyugodtan kikapcsolhatjuk, ezzel bajt nem okozunk. Mindenki maga döntse el, hogy mennyi idõre rontja le az életkörülményeket pusztán esztétikai okokból. Például egy erõs vízáramlású korallzátony hatalmas gázcseréjét szem elõtt tartva felismerhetjük, hogy egy ilyen fajtagazdagságú biotópban sose uralkodhat abszolút tisztaság és nyugalom és ezt az állapotot ezért az akváriumban sem kell erõltetni. Az az állítás, mely szerint a lebegõ buborékok a halakat károsítanák vagy netán a kopoltyújukba hatolna, nem állja meg a helyét. A tengerben végzett megfigyelések szerint ugyanis a halak a zátony szélén habzó vízben éppúgy keresgélnek élelem után mint a mélyebb régiókban. Kivételt jelent viszont a fiatal halak tápanyagfelvétele, pl. a tengeri csikók esetében. Ezeket azonban rendszerint nem a társas akváriumban szokás felnevelni, hanem külön tenyésztõakváriumokban, úgy mint a lagúnákban a zátony elõtt. A korallokat a buborékok ugyan ingerelhetik, de a körülmények romlása az esetleges algásodás és nem közvetlenül a buborékképzõdés eredménye.

Az alábbiakban álljon néhány ötlet a túlzott buborékképzõdés elkerülésére: 1. Rövidebb megvilágítási idõ vagy a fényfázis eltolása, hogy a fény csak elõször este, a

nézelõdési idõkor kapcsolódjon be. A tíz óránál hosszabb erõs (HQI lámpás) megvilágítás oxigéntúltelítettséget okozhat. 2. Az oldott tápanyagok, mint pl. nitrát és foszfát, a túl sok fénnyel kombinálva az akváriumban élõ algák és növények (korallok) oxigéntermelésének fõ meghajtóerejét képviselik. Ez nem azt jelenti, hogy az akváriumban a sok alga hátrányos lenne, vagy netán ökológiailag vagy optikailag feltûnne. Célszerû az imént említett tápanyagok koncentrációját a kimutathatóság határa alá csökkenteni. 3. Sûrû növény- illetve algaállomány esetén a gáztermelés természetesen nagyobb mértékû. Ezért ellenõrizni kell, hogy az adott sûrûség még kiegyenlítettnek tekinthetõ-e vagy pedig ritkítani kell. 4. Megoldást jelenthet a szûrõellenállás csökkentése végett durvább szûrõvatta használata is. Hátránya viszont, hogy a szûrés minõsége romlik. Ha lehet, akkor a szûrõellenállás csökkentésére bõvítsünk még egy szûrõmodullal, pl. a TUNZE SYSTEM esetében. Megjegyzés: A telített szûrõ esetében a szivattyú és szûrõ közötti nyomásesés nagyobb. Ezért szûrõcsere után a fölös távozó gázmennyiség csökken, mivel a szûrõellenállás, mint nyomásküszöb kisebb lett. Két azonos, független szûrõvel üzemelõ akvárium esetén elõfordulhat pl. hogy az egyik szûrõ buborékokat ad le, de a másik nem. Az oka, hogy az egyik szûrõ telített, míg a másik még “friss”. 5. A szivattyúk teljesítménycsökkentésével a gázképzõdés csökkenhet. Ez megvalósítható kisebb teljesítményû szivattyú használatával, de még jobb a szabályozható teljesítményû szivattyúk használata, mint amilyen pl. a Turbelle ® electronic. Hátránya, hogy a kisebb áramlás lass-

abb szûrést is jelent. 6. Kerüljük az erõs áramlást a hableválasztó irányába. Szükség esetén változtassuk meg a szivattyúból kiáramló víz irányát. 7. Az újonnan beüzemelt vagy frissen tisztított porlasztásos hableválasztók eleinte gyakran finom légbuborékokat bocsátanak ki magukból. Ez egy-két hét beüzemelési idõ után magától beáll. Annak kiderítésére, hogy mely mérvû gázképzõdés tekinthetõ “normálisnak” és mely pedig az ökológiai változások elõfutára, a belsõszûrõs és alsószekrényben elhelyezett szûrõs akváriumok összehasonlításánál az alábbiakat kell figyelembe venni: Az alsószekrényes szûrõberendezéseknél a szûrõ és a hableválasztó rendszerint különálló szûrõtartályban helyezkedik el. A belsõszûrõs berendezésekkel szemben a fölös gázok túlnyomórészt itt szabadulnak fel. Ezért az alsószekrényben szûrt akváriumok esetében alig érzékelünk az akváriumban gázfejlõdést. Ha nem volnánk biztosak a dolgunkban, akkor ellenõrizzük, hogy a buborékképzõdésért a hableválasztó vagy a szivattyú szivárgása-e a felelõs vagy pedig gáztúltelítettségrõl van-e szó. 2.5 Mikroorganizmusok az akváriumban A mikrobák témáját már az ókor óta fedõ leplet (ma mikroorganizmusoknak nevezik õket) mindenek elõtt a mikroszkópok továbbfejlesztésének köszönhetõen sikerült lépésrõl lépésre lerántani. A mikroorganizmus elnevezés alatt általánosságban olyan élõlényeket értünk, amelyeket szabad szemmel nem lehet észrevenni. A felosztásuk: vírusok, baktériumok, gombák, cianofiták (kékalgák) protozóák (egysejtûek) és algák.

Tudjuk például, hogy az ember számos élelmiszere és anyaga a mikrobás anyag-átalakítás pontos ismerete nélkül nem lenne folyamatos minõségben lehetséges. Példák: a bor, sörök, tejtermékek stb. Azt is tudjuk, hogy az összes magasabb rendû élet, tehát a növényi, állati és emberi élet ezek nélkül az “apró segítõtársak” nélkül nem létezhetne. Ezek azok a rejtett kis “manók”, amelyek a körülmények függvényében “jót vagy rosszat” tesznek. Voltaképpen minden akvarista alaptudásának a vízben élõ mikroorganizmusok életfeltételeinek az ismerete is része kellene legyen. Ha pl. egy pohár csapvizet lefedetlenül az ablakba teszünk, akkor ha néhány nap múlva egy mikroszkóppal belenézünk, csak úgy nyüzsögni fog benne a sok apró lény. Mi történt voltaképpen? A vízben milliliterenként 5-20 “csíra” található, vagyis baktérium spórák, amelyeket ilyen koncentrációban minden ember elvisel (a minõséget a vízmûvek törvényes elõírások alapján garantálja). energia, azaz egy adott mennyiségû fény, meleg, oxigén és további a levegõbõl érkezõ csíra hatására egy kis biocönózis (életközösség) alakult ki, amelyben baktériumok és algák fejlõdnek ki, táplálkozni kezdenek és felfalják õket illetve szaporodnak. Kedvezõ körülmények között a baktériumok húszpercenként szaporodnak. Durván megkülönböztetjük a fontos anyag-átalakító baktériumokat, kékalgákat és gombákat a kórokozóktól (patogén csíráktól). A fejezet keretein belül az akvarisztikai szempontból fontos és hasznos mikroorganizmusokkal, azok életkörülményeivel kívánunk foglalkozni. Mi történne az akváriummal, ha egyszerûen feltöltenénk csapvízzel, kövekkel, talajjal, növényekkel, megvilágítanánk és a szokásos “szûrést” is beindítanánk? Ez egy úgynevezett meglepetés-akvárium lenne, egyfajta biológiai lottó, amelynek a kimenete körülbelül annyira lenne ismeretlen mint a tényleges összetétele. Ha biztosra akarunk menni és egy bizonyos akváriumi miliõt akarunk kifejleszteni és érlelni, akkor a mikroorganizmusoktól meg kell tanuljuk a megfelelõ “táptalaj” összeállítását, azaz egészen speciális elõfeltételek (környezeti tényezõk) megteremtését. Az ehhez tartozó fizikai feltételek: a hõmérséklet, a fénymennyiség és a színösszetétel, az áramlás,

a szûrés, a bioreaktorok stb., a kémiai és vízösszetétel, a sók, a nyomelemek, a dekoráció, valamint a biológiai azaz egymáshoz illeszkedõ állatközösségek. Ha ezeket a keretfeltételeket sikerült összeállítanunk és ezt a “szubsztrátumot”, így neveznék a mikrobiológusok, a hozzá tartozó vagy kívánt mikroorganizmusokkal beoltanánk, akkor bizonyos valószínûséggel számíthatunk arra, hogy az akváriumunk a kívánt élettérré fejlõdik. Az oltóanyagot például az élõ kövekkel kapjuk meg vagy beállt biológiai szûrõkbõl. Csak akkor lépnek fel problémák, ha egy vagy több lényeges tényezõ hiányzik vagy új élõlényekkel kórokozó (patogén) csírákat hurcolunk be nagyobb mennyiségben (mindenek elõtt megfigyelés alatt nem tartott halakkal). A siker kulcsa az akvárium beüzemeléséhez való kellõ türelem és az élõlények betelepítésénél az önmérséklet. Az idõtényezõ Az akvárium fejlõdési folyamatánál ne takarékoskodjunk vele. A mondás szerint is “türelem rózsát terem” - és szép akváriumokat! Ha pl. a vízinövényeket egy többnyire ismeretlen környezetbõl átültetik, akkor azok rendszerint folyamatosan ledobják a régi leveleiket és újakat nevelnek, amelyek az új fény- és vízviszonyokhoz jobban alkalmazkodnak. Ugyanez elsõsorban a mikroorganizmusok esetében is igaz. Gyakran csak a spórák élik túl az áttelepítést és így elõbb ki kell fejlõdjenek. A stabil mikrobiológiai miliõ kialakulásához (az akvárium ökológiai réseinek a birtokbavételéhez) több hét idõre van szükség. Az elsõ két-három héten az aerób baktériumok fejlõdnek ki. Az aerób (nitrifikáló) baktériumok aktivitása alapján felgyülemlõ anyagcseretermékeket (pl. nitrátot) a most tömeges fejlõdésben lévõ anaerób baktériumok hasznosítják (2. fázis: 3-4 hét). A stabil helyzet kialakulásáig ezért kb. két hónap telik el (beállási idõ). Ha ezalatt az idõ alatt vállaljuk a mindennapos mérések okozta apró kis fáradalmat, akkor a mikrobás

fejlõdést a nitrit és nitrát értékekben nyomon tudjuk követni. A növények fotoszintézisét és lélegzését a pH napi változásában követhetjük nyomon (szénsavegyensúly), hogy csak néhányat említsünk meg az érdekes megfigyelési lehetõségek közül. 2.6 Bioreaktor A bioreaktor az ésszerûen felépített vízkezelõ berendezésekben a gyorscsere-szûrõ után következik. Ez biztosítja azt, hogy az elõszûréssel az összes durva lebegõ anyag ki legyen szûrve, ami a bioreaktor idõ elõtti eltömítõdését akadályozza meg. A bioreaktort általánosan csepegtetõszûrõnek is tekinthetjük. A gyakran használt vízbemerülõ biológiai szûrõkkel ellentétben, amelyek baktériumkultúrája az oxigénszükségletét az átáramló, többnyire szûretlen akváriumvízbõl meríti (ezáltal a halaktól oxigént vesz el, és ez áramkimaradás esetén gyorsan katasztrofális helyzetet okozhat), a TUNZE bioreaktorok a kétzónás elv alapján mûködnek. A baktériumok feladata a reaktorban általánosan nézve az, hogy az oldott anyagokat, amelyek ammónia és nitrit alakban erõsen mérgezõk, teljes mértékben egyenlõre viszonylag veszélytelen nitrátokká bontsák. Ezért ezeket az eszközöket Tunzééknél helyesen bioreaktornak és nem bioszûrõnek nevezik. Hiszen ezek semmit sem szûrnek ki ill. gyûjtenek össze. Itt tehát a baktériumok egy anyagcsere folyamatáról van szó. Nitrifikáció A bioreaktorokat a fénytõl védeni kell, hogy a bealgásodásukat elkerülhessük. Mivel a behelyezett anyag egy része a vízszint felett helyezkedik el és finom pórusú biogranulátumot használunk, pl. egy 1200°C-on égetett buborékos agyagsalakot, ezért az aerób (oxigénfogyasztó) baktériumok optimális betelepedését érjük el. A gyorsan cserélhetõ szûrõ által mechanikusan megszûrt víz a szivattyú kifolyócsonkjáról egy elosztón keresztül 90%-ban közvetlenül visszakerül a vízfelületre, a maradék egy vagy több bioreaktorra oszlik szét, ahol reaktoronként óránként

kb. 10-20 liter permetezõdik szét és alakul át. A biológiai anyagátalakításnál lényeges, hogy a víz lassan haladjon át mivel a túl gyors átáramlás a baktériumokhoz túl sok tápanyagot szállítana, és azok ennyit nem bírnának tökéletesen átalakítani. Kémiailag tekintve az ammónium illetve ammónia (NH4+/NH3) nitrit (NH2-) átmeneten keresztül nitráttá alakul át. Ezt a folyamatot nitrifikációnak nevezik. Ez a reakció sok oxigént igényel. Az átalakításban a nitrifikáló baktériumoknak, többek között a Nitrobactereknek és Nitrosomasoknak jut jelentõs szerep. Ennél a fokozatnál az akvárium vizében lévõ és már csekély koncentrációban is káros ammónia és nitrit nitráttá alakul át. Nitrogén koncentráció A beállt akváriumban az ammónia és ammónium 0,1-0,3 mg/l összkoncentrációja normálisnak tekinthetõ. A nitritkoncentráció esetében a 0,02-0,1 érték még elfogadható. A nitrát koncentrációra javasolt határértékek gyakran vita tárgyát képezik. Jónak általában a 20 mg/l alatti értékek tekinthetõk, az 50-80 mg/l még elviselhetõ. A 120 mg/l feletti értékek kerülendõk. Denitrifikáció Annak érdekében azonban, hogy a biológiai lebontás körfolyamata biztonsággal bezáródjon valamint hogy érzékeny anaerób (oxigén nélkül élõ) baktériumok fejlõdhessenek a vízszint alatti bioreaktor részben és a nitrátokat nitrogén gázzá redukálhassák, egy víz alatti redukciós zónára is szükség van. Az oxigénszegény zóna azonban nem a granulátum felületén , hanem ennek számtalan üregében (vakuolák) alakul ki. Itt ugyanazok a fakultatív dolgozó baktériumok élnek, de ebben a “klímában” képesek a nitrátot elillanó nitrogén gázzá és kéjgázzá átalakítani. A baktériumok a nitrifikáció és denitrifikáció során energiához jutnak. Az élethez azonban még

szénre is szükségük van. Ez a denitrifikáció szempontjából különös jelentõséggel bír. Ehhez szénvegyületeket, pl. egyszerû karbonsavakat (citromsav) vagy alkoholt használnak fel. Ezek, mint a természetben is, szerves vegyületek folyamatos lebontásakor keletkeznek, vagy máskép kifejezve a táplálék-, ürülék- és növényi maradványok baktériumok és gombák közremûködésével zajló mineralizációjával készülnek. Errõl a munkáról viszont más baktériumok gondoskodnak. Így érthetõ, hogy az alkalmazott haltáp a denitrifikációra döntõ befolyással lehet. Nyilvánvaló, hogy a fagyasztott vagy élõ eleség a legjobb tápanyagforrás, miként a halak számára is az. Természetesen adagolhatjuk is a táplálékot, de ezeket a módszereket a megoldások nehézkessége miatt csak ritkán szokták hosszú idõn keresztül alkalmazni. Ha az akváriumban túl magas a nitrátkoncentráció, szívesen szokás az esetleg nem kellõ nitrátredukcióra hivatkozni és megoldásként mesterséges szénforrásokat vagy óriási reaktorokat javasolni. Amikor azonban a denitrifikációs folyamatot ezekkel a módszerekkel intenzívebbé tesszük, akkor a tényleges túltrágyázási problémát még mindig nem oldottuk meg. A szerves vegyületek mineralizációjakor nem csupán nitrátok keletkeznek. Ezen túlmenõen még számos szervetlen vegyület is keletkezik, mint pl. foszfátok, szulfátok és fémionok. Amikor ezt az “idõzített bombát” felismerjük, gyors vízcseréhez folyamodunk, de a problémát még mindig nem oldottuk meg. A lényeges tényezõk, mint pl. a túl régen nem cserélt szûrõbetétek, a túl nagy táplálékmennyiségek vagy a tisztítási technikák elhagyásának kérdését csak ritkán vetik fel. Ezekkel az összefüggésekkel könyvünk 3. fejezetében még részletesen foglalkozunk.

17. ábra: A kétzónás bioreaktor vázlata A - A levegõ oxigénjével telítõdõ akváriumvíz a GRANOVIT granulátumban oxidációs zónát teremt. Itt történik az ammónia és a nitritek lebontása. B - A granulátum középsõ területén redukciós zóna keletkezik, itt valósulhat meg a nitrát lebontás. A finom pórusok maximális biológiai lebontási aktivitást tesznek lehetõvé.

A bio-hidro-reaktor A bioreaktor hidrokultúrás dísznövény-tartókénti felhasználása az akvárium szépítésén kívül érdekes kiegészítés is egyben. A bio-hidro-reaktor elnevezés a kettõs használatra utaló rövidítés. A beültetett hidrokultúrás növények optimálisan fejlõdnek, mivel a bakterológiailag lebontott ballasztanyagokat közvetlenül és koncentrált formában vehetik fel. Ezzel egyidejûleg az akvárium vizét is tehermentesítik. Az anyagok körfolyamatából itt nemcsak a nitrogén-, de a foszfátvegyületeket és egyéb vegyületeket is kivonjuk. Ez különösen a sügerek tartásánál és tenyésztésénél lehet fontos, mindenek elõtt akkor, ha azok az akváriumi növényeket nem hagyják békén. Az ilyen növényi szennyvíztisztítókat azonban az akváriumi növényzet kiegészítésének si tekinthetjük. Fontos, hogy kellõ megvilágításban részesedjenek. A bio-hidro-reaktor édesvízi akváriumokban használható, a tengeri akváriumokban helyüket a hableválasztó foglalja el.

Alkalmas növényei lehetnek pl. a gyorsan növõ trópusi mocsári fûfélék. De bizonyos akváriumi növények is használhatók. Ezek képesek a vízfelszín felett (emers) vagy alatt (submers) módon is fejlõdni. Az alábbiakban felsorolt növények az akvarisztikai szakboltokban kaphatók. Rendszerint emers módon, mocsárban termesztik õket. Ha ügyelünk rá, hogy a növények ne kerüljenek hosszabb idõre víz alá, akkor problémamentesen tovább nõnek. Különben kezdetben a régi levelek pereme bebarnulhat. A bio-hidro-reaktorban való tartásra az alábbi mocsári növények alkalmasak: Cryptocoryne beckettii, Acorus gramineus, Acorus pusillus, Alternathera sessilis, Anubis nana, Anubis heterophylla, Spathiphyllum wallisii, Hygrophila difformis, Noraphila siamensis.

18. ábra: A bio-hidro-reaktor az akváriumban: balra Spathiphyllum-mal, jobbra mocsári fûvel beültetve.

2.7 Fehérjehab-leválasztás Paracelsus híres orvos és nagy alkimista mondta valamikor: “voltaképpen méreg nem létezik - a méreg csak az adagolás útján válik méreggé!”. Ennek a felismerésnek az igazolásával a természetben lépten nyomon találkozhatunk. A tengerben egy halnak durva becslés szerint 1.00010.000 liternyi élettér áll rendelkezésére. A 300 literes tengeri akváriumban azonban 10 sõt 20 halat is szeretnénk tartani. Már ez az összehasonlítás is azt mutatja, hogy az akvárium a természetes élettérrel összevetve csupán egy “kis pocsolya”. Ezért is különösen figyelemre méltó, hogy milyen nagyszerû sikereket (korallsügerek és kõkorallok szaporítása) ért el a modern akvarisztika! Rövid visszatekintés: A tengeri akvaristáknak már régóta feltûnt, hogy az akváriumban az etetés után a porlasztó környékén a víz felülete habzik, és ez a hab valahogy a táplálék fehérjéjével függ össze. 1963ban egy sollingeni mérnök ezt a jelenséget felhasználó ötletét beküldte a Max-Planck-Intézet Összehasonlító Viselkedéstani tanszékére. Három egymásra ragasztott celluloid csõrõl van szó. Mindegyikben volt egy porlasztó. A csövek felsõ vége egy-egy ferde kifolyócsatornában végzõdött. Ezzel az egyszerû készülékkel elsõ alkalommal tettek kísérletet a porlasztónál megfigyelt fehérjehab-képzõdés felfogására és elvezetésére. De azért még hosszú út vezetett a mai porlasztószelepes hableválasztó készülékek kifejlesztéséig. Ezek a szelepes szerkezetek a porlasztók (buborékoltatók) instabil mûködésétõl függetlenül, hosszú idõszakon keresztül önszabályozva képesek a vízbõl nagy fehérjemennyiségeket (mint pl. táplálékmaradékokat vagy az állatok anyagcseretermékeit) eltávolítani, még mielõtt ezek mérgezõ bomlástermékekké alakulhatnának. Az úgynevezett fehérjehab-leválasztók felfedezésével és kifejlesztésével, amiben Norbert Tunze

is kezdettõl fogva jelentõs részt vállalt, sikerült a mai tengeri akvarisztika alapjait lefektetni. Mindenek elõtt az utóbbi években kifejlesztett nagyteljesítményû porlasztószelepes hableválasztó automaták képesek arra, hogy az akváriumban keletkezõ szerves anyagcseretermékek és táplálékmaradék stb. 60-80%-át eltávolítsák, még mielõtt ezek az akvárium “biológiai rendszerét” megterhelhetnék.

19. ábra: Az elsõ SK5 típusú TUNZE gyártmányú szellõztetõs hableválasztó a 70-es évek elsõ felébõl

A fehérjehab-leválasztó - nem más mint egy határfelületi adszorbátor A határfelület pedig a folyadék és a gáz közötti réteg illetve fázis, mint pl. a levegõ és a víz határa. Az akvárium vizében a határfelületen az aktív anyagok (ún. tenzidek) mint pl. a táplálékés a növényi maradványokból és az ürülékbõl származó fehérjék és cellulózok, elõszeretettel rakódnak ki a levegõ és a víz határrétegén. Ezek a nagy felületi feszültséget csökkentik. Ezzel együtt iondisszociáció következtében viszonylag kismértékû elektromos feltöltõdés tapasztalható és egyben a víz nedvesítõ hatása is javul. A porlasztószelepes hableválasztókban a nyomásszivattyú által keltett kemény vízsugár egyenletes, finom buborékos keveréket hoz létre amely a leürítõ szakaszon keresztül a leürítõ

hengerbe kerül. Ezek a buborékok voltaképpen a víz és levegõ közötti golyó alakú határrétegek, ahol a fenti anyagok folyamatosan összegyûlnek. Ezáltal a hableválasztóban lévõ víz fehérjeszegénnyé válik. Az akvárium vize gyakorlatilag diffúzió útján automatikusan a hableválasztóba áramlik. 20. ábra: Egy plankton kímélõ hableválasztó vázlata A hableválasztó körfolyamatban mûködik: a fehérjemolekulák az érintkezési felületen keresztül lényegében diffúzió útján kerülnek a hableválasztóba. Schaumtopf - habfelfogó edény Pumpe - szivattyú Luftdüse - levegõporlasztó szelep Luft - levegõ Kontaktflãche - érintkezési felület Rückfluß - visszaáramlás

A 0.7-0.8 mm közepes buborékátmérõ és az idõegységenkénti habmennyiség valamint a hableválasztó henger térfogatának figyelembevételével a TUNZE hableválasztó átlagosan 100.000 m² (kb. 10 ha) adszorpciós felületet hoz létre naponta. Ezzel a hatalmas felülettel összevetve az akvárium határfelülete, tehát a vízfelülete és falai, jelentéktelenül eltörpülnek. Elõfeltétel azonban, hogy a hableválasztó mûködését a túl zsíros haltáp vagy egyéb okból keletkezõ zsírlerakodás ne zavarja meg. Különben akaratlanul is zsírlerakódás keletkezhet az akváriumban. Az is megfigyelhetõ továbbá, hogy a hableválasztóval egyidejûleg használt levegõporlasztók a hableválasztást jelentõsen csökkentik, mivel a fehérjék

egy részét magukhoz ragadják és így lekötik. Az utolsó 30 év tapasztalatára alapozva illetve a keletkezõ anyagok koncentrációja miatt sem javasoljuk, hogy egy (normális, tehát halakkal nem túlterhelt) akváriumot csak nagy biológiai szûrõvel, amelyek mérete az akváriuménak 10-50%-a kell legyen, hableválasztó nélkül próbáljuk üzemeltetni. A lebontó baktériumok a túlterhelésre és a vízklíma ingadozásaira nagyon érzékenyen reagálnak, így egy ilyen kísérletnek gyakran a halak néhány hónap múlva bekövetkezõ hirtelen tömeges elhullása a szomorú eredménye. Ezzel szemben most már mód van arra, hogy a korallzátony vizének minõségét és összetételét, kevesebb mint 0,5 mg/l nitrát koncentrációt és kimutathatatlan nitrittartalmat érjünk el a Tunze vízkezelõ berendezésekkel. Ezzel lehetõvé válik, hogy pl. halak, alacsonyrendû állatok és magasabbrendû algák (Caulerpa, mészalgák stb.) kombinációjával a korallzátony különbözõ részleteit a tengeri akváriumunkban természethûen leképezhessük. A tengeri akvarisztika legújabb sikerei és a korallzátony élõlényeirõl ott szerzett ismeretek (amelyek tudományos szempontjából is jelentõsek!) mindezt hatásosan igazolják!

21. ábra: Függõleges hableválasztó és rotációs hableválasztó

Két vagy több hableválasztó viselkedése egy akváriumban A fehérje-hableválasztók olyan határfelületi adszorberek, amelyek a flótációs elv alapján mûködnek. Ha ideálisak lennénk és 100%-os lenne a hatásfokuk, akkor az akvárium cellulóz és fehérje szintjét szinte 0,0 mg/l-re szorítanák. A tényleges értékek 0,4 mg/l körül mozognak, ami a medence vízének a lehabozási teljesítményt befolyásoló felületi feszültségingadozását (pl. etetéskor) tekintve kiváló érték. Végül egy ökológiai rendszernek, mint amilyen a korallszirti akvárium is, szüksége van egy bizonyos mennyiségû fehérjére a tápanyaglánc számára. Eltekintve attól, hogy a szellõztetésnek az akváriumi hableválasztás mellett semmi keresnivalója sincs, mivel megköti a fehérjéket és ezzel a lehabozástól elvonja õket, néha mégis felmerül a kérdés, hogy van-e értelme egy zárt rendszerben (akváriumban) két vagy több hableválasztót is üzemeltetni. Sokéves tapasztalatok azt mutatták, hogy csak azonos típusú, azaz azonos teljesítményû hableválasztók egyidejû mûködtetésének van értelme. A kisebb gyártási különbségek vagy eltérõ légteljesítmény beállításból eredõen még ilyenkor is kismértékû eltérés tapasztalható a lehabozott mennyiségekben. Ha egy kisebb hableválasztó mellé egy nagyot installálunk, úgy ez az elõbbit teljesen leállítja. A jelenség magyarázatához az alábbi hipotézisbõl indulhatunk ki. Az akvárium fehérjével telített felületéhez képest a hableválasztók habkiválasztási szakaszai a ballasztanyagok lefolyásával szembeni ellenállásokként viselkednek. Ebbõl kifolyólag az ideális hableválasztó igen kis ellenállással kellene hogy rendelkezzen. Az azonos hableválasztók egymás mellett így nagyjából azonos teljesítménnyel is mûködnek. Azért nem célszerû egy nagy hableválasztó mellett egy kic-

sit üzemeltetni, mert a nagyon keresztül szinte az összes fehérje kicsapódik, fõként pedig azért sem, mert a nagyobb hableválasztók a felületi feszültség ingadozására (többnyire) nem olyan érzékenyek, így tehát stabilabban mûködnek. Ha azonban már két eltérõ teljesítményû hableválasztót üzemeltetünk, akkor legalább a lehetõ legnagyobb távolság legyen közöttük. Ekkor a nagyobb teljesítményû hableválasztó fehérjeelszívó hatása kevésbé fog érvényesülni. A nagyobb egymás közötti távolság betartása természetesen az azonos teljesítményû hableválasztók esetén is célszerû. A hableválasztóban visszamaradt csapadék vizsgálata A hableválasztók feladata, hogy az oldott szerves anyagokat összegyûjtsék. Ezen anyagok egyik fontos alkotója a fehérje, innen származik a fehérje-hableválasztó elnevezés is. Ezek az anyagok lényegében szén, hidrogén és nitrogén vegyületek. A hableválasztóban visszamaradt zagy azonban cellulózt és növényi maradványokat és egyéb kisebb szilárd anyagot is tartalmaz. Annak érdekében, hogy a zagy összetételérõl pontosabb képet lehessen alkotni, az alábbi kémiai analízist végeztük: Egy nagy, 3400 literes bemutató akvárium zagyvizét vizsgáltuk. Az akvárium alapvetõen korallokat tartalmazott, csak kevés hal volt benne. Az akvárium három TUNZE 235-ös hableválasztóval üzemelt. A három készülékbõl származó keveréket a habtartályok tisztítását illetõleg ürítését követõen kb. három nap elteltével vizsgáltuk.

2. táblázat: A hableválasztó zagyvize kémiai analízisének eredménye.

Elemek az akvárium a zagyban mérési módszer vízében mg/l mg/l —————————————————————— Na 16.500 19.666 AAS K 450 566 AAS B 1,9 2,33 ICP Fe < 0,1 1,17 ICP Al <0,01 0,55 ICP Zn 0,01 0,33 ICP Mn <0,1 0,016 ICP Cu <0,1 0,16 ICP Ni <0,01 0,23 ICP Pb <0,01 0,016 ICP P össz 5,3 DIN szerint spektrométerrel kénsavas kezelés után —————————————————————

Mérési elõkészületek: A hableválasztóból származó folyadékot nem szûrtük. 60 ml tiszta zagyot 6 ml királyvízzel elegyítettünk, majd arzénmentes üvegbe töltöttük (hogy az arzénból eredõ hibákat kiküszöböljük) és minimum 2 órán keresztül egy visszafolyós hûtõben fõztük (200°C-on). A lehûlés után a visszamaradó oldatott 100 ml-re hígítottuk. Néhány más elem számára a mérési hibák elkerülése végett további hígításokat is készítettünk. Az adatok a hableválasztóból származó hígítatlan zagyra vonatkoznak.

22. ábra: Hableválasztó edény a szokásos zaggyal halakkal és korallokkal vegyesen telepített akvárium esetében.

Egy késõbbi idõpontban ugyanezen akvárium hableválasztójából nyert zagy további kémiai paramétereit is megvizsgáltuk. Az akváriumban élõ állatok száma eközben, mivel egy bolti akváriumról van szó, lecsökkent. A zagy ismét kb. 3 napos volt. Sajnos itt az akvárium vizével történõ összehasonlítás adatai hiányzanak (foszfát < 0,2 mg/l, nitrát < 3 mg/l, ammónium < 0,2 mg/l). 3. táblázat: A hableválasztóból származó víz kémiai vizsgálati eredménye.

Elemek

az akvárium vizében mérési módszer mg/l ——————————————————————————————— NH4 8,0 spektrometria NO3 12,6 “ NO2 3,9 “ PO4 oldott 3,0 “ PO4 összes 4,6 “

SiO >0,05 “ UV abszorb. 14 lebegõ anyag 13 NTU (New Turbidy Units pH 4 óra múlva 7,53 vezetõképesség 44,6 mS/cm (az akváriumban: 48,5) TOC 635 (Total Organic Carbon) KMnO4-fogyasztás 620 Oxigén fogyasztás 155 ——————————————————————————————— A szerves vegyületek kémiai felbontását itt (az összes foszfát kivételével) nem végeztük el. A mért vegyületek ezért elsõsorban a habtartály bakterológiai lebontásából származnak.

Ezek a mérések azt bizonyítják, hogy a hableválasztó a zagyban nagy mennyiségû ammónia és foszfát összegyûjtésére képes. A habtartályban elõször tisztán szerves vegyületek gyûlnek össze (pl. fehérje). A fent említett anyagokra és egyéb ásványokra csak a baktériumos lebontás folyamán esnek szét. Röviden: a zagy növényi és állati maradványokat tartalmaz. A mérési eredmények értelmezésénél a következõ eredményre juthatunk. A zagy az akvárium vizéhez viszonyítva kb. negyvenszeres foszfát és ammónia mennyiséget tartalmaz. Természetesen más akváriumokon végzett további mérések nélkül általános érvényû eredményeket nem várhatunk. Megeshetett pl. hogy a szerves alkotók ásványi vegyületekben mért lebontása nem volt 100%-os. Ezért elképzelhetõ, hogy a mérési értékek még nagyobbak lehetnének. De ez az eredmény a hableválasztók szükségességérõl folytatott vitát bizonyára háttérbe szorítja. A foszfátmaradványok túlnyomórészt a szükséges etetés maradékából származnak. A foszfát a biológiai lebontási lánccal a vízbõl nem távolítható úgy el, mint amint ez a nitrogénv-

együletek esetében (nitrogén gáz formájában) lehetséges. Ugyanez a többi elemre mint pl. ólom, réz stb. is vonatkozik. Ezeket az elemeket csak rövid ideig lehet biológiailag megkötni. A hableválasztó segítségével azonban ezeket az elemeket idõben el lehet távolítani, még mielõtt pl. az algák tápanyagaként problémákat okozhatnának. Korábbi mérések igazolták, hogy a hableválasztóban visszamaradt víz sûrûsége majdnem azonos az akvárium vizének sûrûségével. Ez ilyen összehasonlító mérést fedett hableválasztó edénnyel végeztük, hogy a gyûjtési idõ alatt a párolgási veszteséget minimális szinten tartsuk. A zagy vezetõképessége azonban kisebb volt mint az akváriumé. Ebbõl arra lehet következtetni, hogy a zagy a sók helyett nem vezetõ anyagokat tartalmaz. Ezek az anyagok a korábbi vizsgálódások alapján szerves vegyületek (fehérje, algamaradványok, cellulóz stb.) kell hogy legyenek. Különösen feltûnõ volt, hogy a sötétebb zagy vezetõképessége az akvárium vizétõl kisebb mértékben tért el (kb. 4 mS/cm) mint a világosabb (7 mS/cm). Ebbõl arra lehetne következtetni, hogy a világosabb folyadék több nem vezetõ szerves vegyületet, pl. algamaradékot tartalmaz. A világosabb zagyban esetleg elsõsorban halürülék és korallok anyagcseretermékei találhatók. Minõségi szempontból azonban nem nyilatkozhatunk, ehhez több mérést kellene végezni. A zagy azonban mindenképpen tartalmaz tengeri sókat. A szûrõcseréhez hasonlóan a lehabozásnál is kis mennyiségû só távozik az akváriumból. Ezt a sóveszteséget ezért idõrõl idõre tengeri só adagolásával kompenzálni kell. Nyomelemek a zagyban Az a vélemény, mely szerint a hableválasztás a nyomelemeket is eltávolítja, megfelel a valóságnak de mégis félrevezetõ. A mérések kimatatták, hogy a zagy tartalmaz nyomelemeket. Ha nem távolítanánk el, akkor ezek az akvárium vizében maradnának és egyre nõne a koncentrációjuk.

Nemcsak “nyomokban” lennének jelen, ami kikerülhetetlenül túladagoláshoz vezetne. Az akvárium vizében lévõ, oldott, szervesen nem kötött nyomelemeket a flotációs elven mûködõ hableválasztó nem tudja eltávolítani. Ha pl. gyógyszer gyanánt rézszulfátot adagoltunk az akvárium vizébe, a hableválasztó a réziont nem tudja kiemelni. A rézion néhány nap elteltével szerves kötésbe megy. Az így becsomagolt elemet a hableválasztó már le tudja flotálni. Ez a folyamat nagyon lassan zajlik. Az akvárium homokja is megköt ebbõl a szerves rézbõl. Ez a tároló-funkció is oka annak, hogy a korallok számára olyannyira káros réznek az akváriumból való eltávolítása néhány hónapig vagy évig is eltarthat. Ennél a vitánál az akváriumi tápláléknak és egyéb adagolt anyagoknak döntõ szerep jut. Ha ezek mindazon elemeket tartalmazzák, amelyekre az akváriumban szükség van, akkor nem keletkezik nyomelem hiány. Ha azonban az akváriumba kerülõ mennyiség és a lakóinak sejtnövekedéséhez szükséges mennyiség között eltérés adódik, akkor a nyomelemek és tápanyagok hiánya illetve túlzott mennyisége is felléphet. Rendszerint azonban a szükséges, még szervesen kötött vegyületekbõl többlet szokott képzõdni. Ezt képes a hableválasztás kiegyenlíteni.

23. ábra: Egy modern tengeri akvárium hableválasztóval

2.8 Ozmózis szabályozás A tengeri akvárium vízsûrûség-meghatározásának eddig az irodalom nem tulajdonított túl nagy jelentõséget. A javasolt sûrûségi értékek 1.022 és 1.025 között változnak 25°C-on mérve. Számos esetben még az üveg-aerométerrel mérik, amelynél nagy leolvasási hibákkal kell számolni. Mivel a tengervíz elektromos vezetõképessége gyakorlatilag kizárólag a sók disszociált ionjaiból ered, ezért a vezetõképesség mérésével, pontos, automatikusan hõmérsékletkompenzált digitális mérõmûszerrel több mint 30-szor nagyobb pontosságot lehet elérni mint a laboratóriumi aerométerekkel! (Lásd 5.1 fejezet.) Az elektronikus sûrûségmérés alapjában véve vezetõképesség mérés az ennek megfelelõ sûrûségkijelzéssel. Különösen a tengeri akvarisztika területén sikerült a szerzõnek többéves megfigyelések alapján az újfejlesztésû, nagyon pontos mérõmûszerekkel döntõ sikereket elérnie. Amint ezt majd az 5.8 fejezetben a Maledív szigetekkel kapcsolatban megemlítjük a korallzátonyokon a vezetõképesség értéke hetes átlagban csak maximum ± 100 uS/cm-el ingadozik (automatikusan 25°C-ra vonatkoztatott érték). Ha tudjuk azt, hogy a sûrûség 1,025-rõl 1.026-ra történõ emelkedése 2.500 uS/cm vezetõképesség különbségnek felel meg, akkor megérthetjük, hogy milyen hatalmas ozmotikus nyomásingadozások léphetnek fel az aerométeres mérések mellett. Az az érv, mely szerint egy trópusi esõzés a lagúnák vizét erõteljesen felhígítja, nem felel meg a valóságnak. Az ilyen esõzések az év max. 30-40 napján rendszerint csak egy óra hosszat lépnek fel és a sótartalom alig érezhetõ ingadozását idézik csak elõ. Mi az ozmózis szint? Az akváriumi vízcsere számos esetben fölösleges vagy ha a friss vizet nem elég óvatosan (cseppenként!) adagoljuk, akkor akár káros érvágás is lehet. Az akváriumvíz biológiai minõségét

függetlenül attól, hogy édesvízrõl vagy tengervízrõl van-e szó, elsõsorban a benne úgynevezett ionok alakjában oldott (disszociált) sók mennyisége jellemzi. Amint ezt továbbá tudjuk a vízbeli anyagcsere vonatkozásában a növények és az állati sejtek esetében is az úgynevezett ozmotikus sejtnyomás a meghatározó, amely egy élõ sejt sejtfalának két oldalán eltérõ sóion koncentráció alapján lép fel. Minden élõlény képes arra, hogy az ozmotikus sejtnyomását az õt körülvevõ közeghez (esetünkben vízhez) bizonyos határokon belül hozzáigazítsa. Ez az alkalmazkodóképesség egyes fajok esetében jobb (az ún. euryhaline fajok) mások esetében gyengébb (stenohaline fajok). Az eddigi akvarisztikai gyakorlatban rendszerint a következõ történt: A víz vezetõképessége a párolgás következtében egy hét alatt kb. 5-10%-al megnõtt. Ezalatt az idõ alatt az akváriumban élõ szervezeteknek, mint pl. a halaknak, amennyiben erre képesek voltak, folyamatosan kellett a változó ozmotikus körülményekhez igazodniuk. A legtöbb vízinövény és számos más alacsonyrendû állat erre nem vagy csak nagyon lassan képes. Ez az alkalmazkodás minden esetben megterhelõ, amit ozmotikus stressznek is nevezünk. Ha azonban a hét végén az akvárium jóindulatú, de tudatlan gondozója, amint ezt még részben ma is ajánlják, 10-20% “régi vizet” leereszt és ezt hirtelen, pl. ioncserélõbõl vagy fordított ozmózisos készülékbõl származó friss vízzel helyettesíti, akkor rendszeresen biológiai katasztrófa lép fel. A víz hozzáadásából kifolyólag a különbözõ ionok eloszlása ill. sûrûsége (megváltozott ionösszetétel!) a sejtfal két oldalán (és ezzel az ozmotikus nyomás is) egy csapásra megváltozik! Ezt mindenek elõtt az alacsonyrendûek (az ár-apály területen élõk kivételével) de számos növény is csak ritkán bírja ki károsodás nélkül.

A természetbõl jól láthatjuk, hogy sokrétû élet ott tudott kialakulni, ahol a körülmények kiegyenlítettek, azaz folytonosság uralkodik. Ha tehát egyenetlen viszonyok következtében, pl. a halak túlaránya a növények rovására, a víz növekvõ nitrátértékeket mutat, akkor a leengedett “régi vizet” csepegtetéses módszerrel kell helyettesíteni, olyan lassan tehát, hogy az állatok és növények ne kapjanak ozmózis sokkot. A dél-amerikai patakokban és folyamokban végzet mûszeres vezetõképesség mérések tanúsága szerint több hetes távlatban is csak néhány uS/cm a mért értékváltozás. Az Indiai óceán korallzátonyain Ceylon (Sri Lanka) és Madagaskar között a vezetõképesség értéke 49,2 és 48,8 mS/cm 25°C-ra vonatkoztatva (1 mS/cm = 1000 uS/cm), az eltérés tehát minimális (lásd 5.7 fejezet). A tényállást a természetes vizek és különbözõ akváriumok összehasonlításával próbáljuk megvilágítani. Az összehasonlíthatóság elõfeltétele a hasonló, nagyjából konstans viszonyok fennállása, a halak számát, táplálását, a megvilágítást, a hõmérsékletet és a pH értéket tekintve.

24. ábra: A természetes vizek összehasonlítása különbözõ akváriumokkal. A baktériumok fejlõdése a szabadban és az akváriumokban az ozmotikus viszonyok (vezetõképesség) függvényében.

A./ Vízbefolyás nélküli tó Trockenheit = szárazság Regen = esõ Menge = mennyiség Wochen = hetek B./ Akvárium kéthetenkénti 20%-os esõvízzel történõ részleges vízcserével Wasserwechsel = vízcsere C./ Trópusi folyórészlet D./ Tunze ozmózisszabályozóval stabilizált akvárium Jelmagyarázat: vezetõképesség (sûrûség) aerób baktériumok nitrát

Hogyan mûködik az ozmózisszabályozó (ozmolátor)? Az akváriumok a természetes vizekhez képest nagyon kicsi biotópok. Trópusi hõmérsékletek mellett a tartalmuk olyan gyorsan párolog el, hogy az ezzel járó sûrûségváltozás (amely vezetõképesség változásként mérhetõ) majdnem 1000-szer gyorsabban zajlik le mint a díszhalaink természetes élõterében. A legtöbb természetes víz veszteségét az esõ, befolyások és talajvízképzés folyamatosan vízzel tölti fel, így ezek viszonylag stabil állapotúak. A változások nagyon lassan történnek. Ezeket az ismereteket felhasználva fejlesztettük ki a TUNZE-OZMOLÁTOR-t. A jó, más módszerrel el nem érhetõ vízstabilizálási tulajdonságának köszönhetõen segítségével ma bármely akvarisztikai biotópot meg tudunk valósítani és hosszútávon fenn tudunk tartani. Vonatkozik ez a feketevíztõl kezdve a korallzátony akváriumokra, vagyis az akvarisztika teljes témaválasztékára. Az eddig ismert szintszabályozó párolgáspótló megoldások úszókapcsolókkal mûködtek, amelyek a felületingadozásra többé-kevésbé érzékenyen reagáltak. Az az úszókapcsoló, amely 1 mm-es vízmagasság-változásra reagál, egy 200 x 60 x 60 cm-es (= 720 literes) akvárium esetében csak akkor lép mûködésbe, ha minimum 200 x 60 x 0,1 cm = 1200 cm3 azaz 1,2 liter víz már elpárolgott. Ráadásnak a vízfelület minden mozgása is további zavaró tényezõként hatna. Az OZMOLÁTOR szabadalmaztatott szerkezete egy lényegesen kisebb tartályt, a szabályozáshoz az úgynevezett szenzorkamrát használja (amely egyben szûrõkamra is lehet). A szenzorkamra tartalmát egy szivattyú emeli vissza az akváriumba. Az akvárium - túlfolyó - szen-

zorkamra kaszkádjellegû áramlása eredményeképpen az akvárium vízszintje abszolút állandó marad, az csak a szenzorkamrában csökken! Az OZMOLÁTOR szenzor kamrájának 8 x 9 cm felülete mellett az akváriumban fellépõ 7,2 cm3 párolgás elég ahhoz, hogy a szenzorkamrában 1 mm-el csökkenõ vízszint a szenzort biztonsággal mûködésbe hozza. A szenzorkamra két szenzort is tartalmaz. Az egyik az ozmózisszabályozáshoz kell míg a másik túlfolyás elleni védelemként mûködik. Ezt az akvárium vízszintje felett 5 mm-el helyeztük el. Az OZMOLÁTOR segítségével az említett példában a megszólalási érzékenység 1200 cm3 : 7 cm3 = min. 170-szer nagyobb mint ahogy ez eddig lehetséges volt! A matematikai összefüggés a következõ: ∆HA : ∆HOS = FOS : FA ∆HA = az akvárium vízszintváltozása ∆HOS = a szenzorkamra vízszintváltozása FOS = az akvárium felülete (h x sz) FA = a szenzorkamra felülete (h x sz) Esetünkben az akvárium vízszintváltozása: ∆H = 1 mm és ∆H = 7,2 cm3 párolgás esetében A

OS

0,1 cm x Fos (8 x 9cm) 7,2 ∆HA = ————————— = ——— = 0.0006cm Fa (200 x 60cm) 12.000

25. ábra: A TUNZE SYSTEM OZMOLÁTOR vízáramlása 1. Turbelle 2. gyorscserebetétes szûrõ 3. elosztó: elõszûrt víz 4. ozmolátor 5. bioreaktor szûrõbetét + levegõ 6. tisztavizes kifolyó 7. felületi elszívás 8. párolgásérzékelõ

A pontos és rendszeres adagolás következtében a biotóptól függõen az OSMOLÁTOR szenzorvezérlésû adagolószivattyújával az elfogyott sók, karbonátok (CaCO3), tápsók vagy erõsen sószegény víz (fordított ozmózissal nyert víz, lásd 2.9) adagolható egy tartályból. A felületi elszívás az OZMOLÁTOR felépítésébõl automatikusan következik. A TUNZE-SYSTEM esetében a túlfolyón átfolyó felületi víz a gyorscserélõs szûrõpatronon folyik át és itt megtisztul. Az OZMOLÁTOR nélkül használt akváriumokra jellemzõ vízkõkicsapódás az akvárium falán ezzel megszûnik. Összegzés: A hatékony és megbízható vízszintszabályozással az akváriumban a nagy szabad vizek stabil biológiai tulajdonságai valósíthatók meg.

2.9 A vezetékes csapvíz tisztítása fordított ozmózissal A sikeres akvarisztika alapvetõ feltétele a tiszta víz használata. A vízmûvek egyre nagyobb gondokkal küzdenek a tiszta ivóvíz elõállítása során, amint ezt a talajvízben halmozódó nitrátról és peszticídekrõl szóló jelentésekben nap mint nap olvashatjuk. A tiszta víz elõállításában az utóbbi években a fordított ozmózisos eljárás mint modern és környezetbarát eljárás hódított teret. Ehhez se vegyszerekre se energiára nincs szükség. Hol használható ez az eljárás az akvarisztikában? A tengeri akvarisztikában vízcsere vagy vízpótlás esetén a fordított ozmózissal nyert víz kizárólagos használata gátolja meg az ivóvízben egyre nagyobb mennyiségben fellépõ nitrátok, foszfátok és szilikátok (kovasav) behurcolását. Ezen anyagok felhalmozódása a legnagyobb mértékben felelõs az akvárium vizének túlzott tápanyag-feldúsulásáért (eutrofizálódás). Ezt a fordított ozmózissal nyert vízzel hatékonyan megakadályozhatjuk. Az így üzemeltetett és kiegyensúlyozottan betelepített akváriumban a nemkívánatos algásodás elkerülhetõ. Célszerû egy CO2 gázzal mûködtetett keményítõszûrõ (kalciumreaktor) beiktatása is, amellyel a kõkorallok és mészalgák növekedéséhez nélkülözhetetlen karbonátkeménységet lehet beállítani. Az édesvíz esetében könnyen tudunk bármilyen keménységû vizet elõállítani. Ehhez a csapvizet kellõ arányban kell fordított ozmózissal nyert vízzel ill. kalciumreaktorral felkeményített vízzel keverni. A halaknak és növényeknek optimális körülményeket kínálhatunk, ami különösen az érzékeny hal- és növényfajták tartása és sikeres szaporítása miatt fontos.

Mi a fordított ozmózis elvi alapja? A vizet nagy nyomás préseli keresztül egy félig áteresztõ membránon az ozmotikus gradienssel ellenkezõ irányban (innen származik az elnevezés is: fordított vagy reverse ozmózis). Ekkor a sótalanított tiszta vízen kívül (permeátum) koncentrált szennyvíz (koncentrátum) is keletkezik. A modern fordított ozmózisos berendezések szennyvíz és tisztavíz aránya kicsi, kb. 2:1. A korábban elterjedt ioncserélõkkel ellentétben a fordított ozmózis elvén az ionos anyagokon kívül a nem ionos (unipoláris) anyagok, mint pl. peszticídek több mint 95%-ban visszatartódnak. Minél nagyobb a molekula, annál jobb a visszatartási képesség. A fordított ozmózisos berendezés teljesítménye az alábbi tényezõktõl függ: víznyomás

-

hõmérséklet

-

sótartalom

a) Nyomás: A nyomás növekedésével a nyert permeátum mennyisége és tisztasága is nõ. A nyomás alsó határaként 3 bar tekintendõ. A csapvíz nyomása rendszerint 3-5 bar közötti, így általában nincs szükség nyomásnövelõ szivattyúra. b) Hõmérséklet: A termelt víz mennyisége a hõmérséklet emelkedésével növekszik. A fordított ozmózisos berendezések teljesítményadatai között tehát fontos a megadott hõmérsékleti érték is. A csapvíz átlagos hõmérséklete 10°C, így a teljesítményadatok célszerûen erre a hõmérséklettartományra vonatkozzanak. Arra is figyelemmel kell lenni, hogy a használatos membránok 35°C felett tönkremehetnek. c) Sótartalom: Mivel az ozmotikus nyomás függ a víz sótartalmától és ez a fordított ozmózis elvével szemben ható erõ, ezért a kis berendezésekkel csak az 1000 mg NaCl/l-nél kisebb sótartalmú édesvizet ill. ivóvizet lehet tisztítani.

A brack- és sósvíz csak nagynyomású (50-100 bar-os) berendezésekkel tisztítható, amelyekben speciális nagynyomás-álló membránt alkalmaznak. A fordított ozmózis berendezés legdrágább alkatrésze a csak 0,2 um (= 0,0002 mm) vékony féligáteresztõ (szemipermeabilis) membrán, amelynek különbözõ típusai léteznek: 1) Cellulózacetát-membrán: erõsen klórrezisztens, de nem túl tartós, mivel a baktériumok lebonthatják. Az ilyen membránokat ma már csak erõsen klórozott vizekhez használják, ezért az akvarisztikában alig van jelentõségük. 2) poliamid/poliszulfon membrán: ezeket a mûanyag membránokat a baktériumok nem képesek megtámadni, ezért hosszú élettartamúak, amennyiben klórtól és erõs oxidáló szerektõl (ózon, hidrogénperoxid) elõszûrõvel védjük õket. Itt a szivacsos finomszûrõ (max. 5 um pórusméret) és utána kötött aktívszén-szûrõ kombinációja vált jól be. Az elõszûrõ rendszeres tisztítása a membrán tartósságát többszörösére növeli. A fordított ozmózisos berendezésben öblítõ rendszerre csak akkor van szükség, ha az oldott anyagok (TDS) részaránya túl nagy, pl. 30°ÖNK feletti összes keménység esetében. A rendszeres öblítéssel a membránon jelentkezõ lerakódás távolítható el, ami szintén meghosszabbíthatja az élettartamát. A legtöbb csapvíz esetében azonban a membrán élettartama vonatkozásában fontosabb a nagyon finom elõszûrõ és aktívszén-szûrõ alkalmazása. A fordított ozmózis hatékony, környezetbarát és egyszerû technikája segítségével az akvárium lakóinak jó és konstans vízviszonyokat biztosíthatunk - az akvarisztika tartási feltételeinek optimalizálásában ez egy további fontos lépés!

26. ábra: KOGAPUR L fordított ozmózis berendezés 1 µm-es elõszûrõvel és ugyanolyan nagy aktívszén-szûrõ egységgel.

3 Mineralizálás 3.1 A három akváriumtechnikai bomlási lépcsõ A mikroorganizmusok útján az akváriumban folyamatosan zajló szerves anyag ásványi sókká való lebontási folyamatai (mineralizáció) alkotják az akvárium legfontosabb biokémiai folyamatait. Ez az anyag átalakítás és lebontás három bomlási fokozatra osztható, amelyeket az akvarista a jobb megértés végett célszerû ha mindig szem elõtt tart. I. lépcsõ: Szemmel látható szerves szennyezõdés keletkezése Okozói: - elhaló növényzet, állatok (hullák, levelek stb.) - táplálék II. lépcsõ: oszlásnak indult, részben lebomlott szerves hulladék

- a szerves hulladék szemmel nem észlelhetõ szerves molekulákká történõ lebomlása (makromolekulák) - a tökéletes mineralizáció elõfeltétele - többek között proteinek, zsírok, szénhidrátok, felületaktív anyagok, kolloidok, színanyagok, polifoszfátok keletkeznek III. lépcsõ: oldott szerves és szervetlen anyagok - a szerves anyagok a mikroorganizmusok tevékenysége útján szervetlen anyagokká alakulnak át - széndioxid, ammónia/ammónium, nitrit, nitrát, ortofoszfát, szulfát, vas, kálium, kalcium stb. keletkezik. Mire jó az akváriumi technika? A technika célja, hogy az összes akváriumban lezajló természetes mineralizációs folyamatot (szerves anyag oldott ásványi sókká történõ átalakítását) mûszaki megoldásokkal támogassa és lehetõség szerint optimalizálja. A legjobb módszer természetesen az, ha a durva szennyezõdést még az elõtt el tudjuk az akváriumból távolítani mielõtt ezekbõl mérgezõ (többnyire oldott alakban elõforduló és így nehezen eltávolítható) vegyületek keletkezhetnek. Ez az elsõ lépcsõ szempontjából a következõket jelenti: Hatékony, gyorsan cserélhetõ mechanikus szûrõ használata. Jelentõsen csökkenti a mineralizáció számára rendelkezésre álló szilárd szerves anyag mennyiséget. Így a lebontási lánc végén kevesebb nitrit és foszfát keletkezhet.

A második lépcsõ szempontjából analóg módon érvényes: Minél hatékonyabban mûködik a fehérjehab-leválasztó annál kevesebb káros ásványi só keletkezhet. Az aktív szénnel olyan oldott szerves vegyületek is kiszûrhetõk, amelyek egyébként csak nehezen (lassan) bontódnak le (méreg- és színanyagok). A harmadik lépcsõ vonatkozásában érvényes: Itt az oldott alakban elõforduló, erõsen káros vegyületek (ammónium, nitrit) nitrifikációs és denitrifikációs fokozatok útján kevésbé mérgezõ (nitrát) illetve nem mérgezõ anyagokká (elemi nitrogén) alakulnak át (lásd 27. ábra). A mineralizáció folyamatát, a lebontási lépcsõkké való felbontását és az ebbõl levezetett technikát a 27. ábra átfogóan ábrázolja. 27. ábra: A három akváriumtechnikai lebontási lépcsõ a mikroorganizmusok által lezajló természetes mineralizáció esetében 1. baktériumok 2. gombák 3. láthatatlan oldott vegyületek 4. nitrosonomas/nitrobakter 5. szilárd szerves anyagok (táplálékmaradék, ürülék) 6. oldott szerves hulladék (fehérjék, színanyagok, karbamid) 7. oldott ásványi sók (nitrátok, foszfátok) 8. eltávolítható

9. szûréssel (vattás mélységi szûrés) mechanikus gyorscserebetétes-szûrõ 10. aktívszenes adszorpcióval nagytel jesítményû hableválasztó automata 11. biológiai reakciókkal a bioreaktorban vagy a hidrokultúrás reaktorban a növényi sejtekben zajló fotoszintézissel

3.2 Milyen tulajdonságokkal kell ezek alapján egy jó víztisztító rendszernek rendelkeznie? Az elsõ lebontási lépcsõ esetében: a mechanikus gyorscsere-szûrõ - Kellõ szûrõfelülettel kell rendelkezzék ahhoz, hogy egy vagy két hét “szemetét” tárolni tudja. - Az összes keletkezõ szemetet tényleg össze kell tudja gyûjteni, nagy szûrõteljesítmény. - A szûrõanyag merevített akrilvattából legyen, hogy mélységi szûrést (nagyon kis részecskék megkötése abszorpció útján) is megvalósítson. - A vattacsere szükségességét ránézésre meg lehessen állapítani. - A szûrõcserénél a kiszûrt anyag (szennyezõdés) ne folyhasson vissza, tehát visszafolyás elleni zárral kell rendelkezzék. - Az emberi kényelmességet csak a tényleg másodperces gyorsasággal végrehajtható betétcserével lehet leküzdeni. Hatása: A lebontandó szerves anyag mennyisége erõsen lecsökken, mielõtt még mérgezõ vegyületekké alakulna. Ezáltal az ezután kötött bioreaktor, amelyben a mineralizáció zajlik, lényegesen kisebb lehet (helymegtakarítás!). A második lebontási lépcsõ esetében: speciális szén és hableválasztás A speciális aktív szén és nagyteljesítményû porlasztószelepes hableválasztók segítségével a vízbõl a szerves anyagcseretermékek 60-80%-a már ennél a lépcsõfoknál eltávolítható. Lényeges a berendezések nagy teljesítménye, mert már itt is érvényes, hogy minél nagyobb a kibocsátás, annál tisztább a szûrõkaszkád végén kilépõ víz!

Az aktív szén mellett a hableválasztó az utolsó lehetõség, hogy a) már oldott szerves anyagot eltávolítsunk b) nitrogén vegyületet (pl. proteineket) a víz körfolyamatából kivonjunk c) és számos állati és növényi eredetû, még szervesen kötött vegyületet eltávolítsunk (amelyek késõbb az fonál- és egyéb algák ideális tápanyagaivá válnának). A harmadik lebontási lépcsõ esetében: 1) Bioreaktor: A bioreaktor olyan tisztító eszköz, amelyet feltétlenül egy elõszûrõvel kell összekötni. A bioreaktor biológiai folyamatai: A nitrifikáció és denitrifikáció a bioreaktor közös kamrájában zajlik. A felsõ oxigénben dús zónában (ahol pozitív a redoxpotenciál) az ammóniumból (NH4+) oxidáció útján nitrit (NO2-) majd nitrát (NO3-) keletkezik (nitrifikáció). Az alsó oxigénmentes fokozatban (itt negatív a redoxpotenciál) ezt követõen a nitrátból nitrogén (N2) és kéjgáz (N2O) keletkezik (denitrifikáció). A nitrát molekula oxigénjébõl ilyenkor azonban nem oxigéngáz, hanem a protonokkal (H+) egyesülve vízmolekula keletkezik. A bioreaktor nagy felülete: Ha az elõzetes fokozatokat egy helyesen felépített többkomponensû berendezésben (gyorscsereszûrõ, fehérjehab-leválasztó, és aktív szén) megfelelõen méreteztük és rendszeresen tisztítjuk, akkor a mineralizációhoz rendelkezésre álló ásványi szállítmány lényegesen lecsökken! Ennek a

hatékony elõtisztításnak köszönhetõen egy kompakt, helytakarékos bioreaktorral nagy nitrifikációs és denitrifikációs hányadot érhetünk el. Nagy felületû szûrõanyag használatával nagy mennyiségû baktérium telepíthetõ meg. Ezek a megmaradt szennyezõdést hatékonyan tudják átalakítani. 2) Hidrokultúrás reaktor: A hidrokultúrás reaktor lényegileg egy élõ (mocsári) növénnyel betelepített biorekator. A növények sejtjeik felépítéséhez a fényen, vízen és széndioxidon kívül egy sor elemet is igényelnek, mint pl. N, P, K, Fe, Ca, S, Ni, Mn és még néhány más. Ezeket az elemeket a hidrokultúrás reaktorban fejlõdõ növények vegyületek alakjában (pl. a P-t foszfátok, a N-t nitrátok, a S-t, Ni-t enzimek alkotóiként) vonják ki a vízbõl és ezzel szintén csökkentik a tápanyagok feldúsulásának veszélyét.

4 Mérlegjellegû gondolkodás az akvarisztikában 4.1 Az akváriumi rendszer anyagegyensúlya A kereskedõknél az üzleti mérleg a vállalkozás állapotát mutatja meg. Az aktívumok és passzívumok lehetõleg egyformák kell legyenek. Ha az akváriumra vonatkoztatva anyagmérleget akarunk készíteni, akkor az aktívum fogalmát az inputéval a passzívumét pedig az outputéval helyettesíthetjük. Az input és output vonatkozásában a következõ példákat találhatjuk: 28. ábra: Az akvárium-rendszer input-output viszonyai

Input táplálék (túletetés) állati anyagcseretermékek elhalt szervezetek nikotin emberi bõrzsír csapvíz sói nyomelem adagolás gyógyszerek CO2 stb.

1. akvárium 2. Cél: az ökológiai egyensúly létrehozása

Output szûrés - mélységi szûrés - vattás szûrés - mechanikus gyorscsere-szûrõ adszorpció - aktív szén - nagyteljesítményû hableválasztó automata biológiai (biokémiai) reakciók - bioreaktor (gázkilépés, anyag átalakítás) - talajszûrés (gázkilépés, anyag átalakítás) - hidrokultúrás reaktor tápanyagkivonás növények fejlõdése útján szerves anyag kézi eltávolítása - növénymaradványok, mulm vízcsere - oldott ásványi sók

Mint minden mérleg esetében az akváriumi anyagmérleg esetében is az input és output mennyisége kiegyenlített. Ez egyenlet alakjában a következõképpen írható fel: input = output Ha az egyenlõség nem áll fenn, akkor nincs ökológiai egyensúly se és az akvárium “problémákat” okoz. Lényeges kiegyenlítõ tényezõ, amellyel az akváriumi anyagmérleg egyensúlyba hozható a vízcsere. Ezt egyfajta “vészféknek” is tekinthetjük. Minden akvaristának a vízcsere nélküli, nem túlzsúfolt, input-output egyensúlyban lévõ akvárium elérése kellene a célja legyen. Ez mindenek elõtt azért is érvényes, mert az akvárium a természeti környezetünkkel szembeni viselkedés taneszköze lehet. A környezetvédelmi technikában közismert, hogy a környezeti források (az akvarisztikában ezalatt a vízcseréhez szükséges tiszta vizet értenénk) csak korlátozott mértékben állnak rendelkezésre és ezért a zárt körfolyamatokban való gondolkodásnak nagy a jelentõsége. Ez lényegében az ideális akvárium vonatkozásában a következõket jelenti:

ha

input —————— = 1 output

akkor vízcserére nincs szükség

Szemléletesen ez a következõt jelentené: Ha egy hónap alatt 100 g fagyasztott eleség kerül az akváriumba, akkor a halak és növények által szöveteikbe be nem épített részarányt (kb. 60%) ez alatt az idõ alatt a szûrõberendezés, hableválasztó, aktívszenes szûrõ stb. kell ismét eltávolítsa.

Ez példánkban négy hét alatt 60 g-ot jelentene. Ha ez nem valósul meg, akkor az akváriumon valamit meg kell változtatni (halak számát, karbantartást, technikát). Ha a víz kémiai vizsgálatával és tartalmának biológiai vizsgálatával az akváriumi biotópban egyenlõtlenséget állapítunk meg, akkor a következõ érvényes:

ha

input —————— > 1 output

akkor vízcserére vagy a biotóp megváltoztatására van szükség!

A gyakorlatban minden akváriumnál a következõt kell elérni:

ha

input —————— = közel 1 output

akkor vízcserére alig van szükség

Ez különösképpen akkor lehetséges, ha az összes vízkezelõ komponens egymást ésszerûen kiegészíti (lásd 2. fejezet mûszaki vízkezelés). Egy akvárium, ha minimum hat hónapig üzemelt anélkül, hogy vízcserére lett volna szükség, akkor ökológiai egyensúlyban lévõnek tekinthetõ. Az akvárium egyensúlyi állapotát tehát az anyagbevitel és anyagkivétel vonatkozásában a vízcserén is lemérhetjük. A mai akvarisztikai sikerek kétségtelenül a mûszaki berendezések folyamatos tökéletesítésének és az akváriumban lezajló biokémiai folyamatok jobb megértésének köszönhetõk. A gyakori és nagymennyiségû vízcserék ezt a folyamatot semmi esetben sem segítették. A viszonylag magas berendezésköltségek ezért az állatok elhullásának elkerülésében és a csökkenõ akváriumgondozási munkában már rövid idõ alatt megtérülnek.

4.2 Az akvárium mint feladat Az akvárium mint feladat lényegileg három fõ területre bontható. Az akváriumi élõlényekre (kiegyenlített növény- és állattársulás kiválasztása), az akvárium mûszaki berendezéseire és a gondozási tevékenységre (pl. etetés, a technika kezelése). A sikeres akváriumnak mindhárom összetevõbõl adott részre van szüksége. Arra nincs mód, hogy az egyik területet a másikkal teljes mértékben helyettesítsük. Annál az akváriumnál, amelynek célja egy adott biocönózis kialakítása, az akváriumi berendezések ésszerû egymásra hangolásával a gondozási munka hányada redukálható. A mûszaki lehetõségek csekély kihasználása esetén fordított viszony alakul ki (lásd 29. és 30. ábrák).

29. ábra A gondozási körfolyamat és kölcsönös összefüggései

Adott mûszaki lehetõségekkel (motoros szivacsszûrõ) rendelkezõ akvárium esetében a gondozási feladatok jó ismeretének és a rendszeres tisztításra való készség dacára alig lehet egy értékes biotópot hosszútávon fenntartani vagy akár tenyésztési sikereket elérni. De nem akarjuk azt a benyomást sem kelteni, hogy a sikeres akvarisztikának a drága akváriumi technika lenne a kulcsa. A siker alapjául mindig a jó szaktudás fog szolgálni! Összegzés: A sikeres akvarisztika összes ráfordításigénye (amint mi ezt itt definiáltuk) mindig állandó! Felmerül a kérdés, hogy sikerül-e az egyik terület hiányosságait (pl. gyenge mûszaki berendezéseket) a másik területtel (pl. több karbantartási munkával) kipótolni. Amennyiben ez nem sikerülne, akkor e csodálatos hobbival sem lehetne hosszantartó sikereket elérni. 30. ábra: Az akvárium sikeres üzemeltetését befolyásoló tényezõk 1. gondozási munka 2. állatállomány 3. akváriumtechnika 4. egymással ésszerûen összehangolt akváriumtechnika 5. csekély mértékben kihasznált akváriumtechnika 6. általánosan szükséges ráfordítás 7. erõsen csökkentet gondozási munka 8. megnövelt gondozási munka

5 Akvarisztikai mérések 5.1 Mi a vezetõképesség? Alapok: A polarizált molekulák mint pl. sók és aminosavak a vízben disszociálnak és így ionos alakban fordulnak elõ. Ezek az ionok pozitív (kation) és negatív (anion) töltéssel rendelkezhetnek. Ha feszültséget kapcsolunk rájuk, akkor a pozitív töltésû ionok (kationok) elektrosztatikus vonzás következtében a katód (negatív pólus) míg a negatív töltésû ionok (anionok) az anód (pozitív pólus) felé kezdenek vándorolni. Ezáltal a vízben áram folyik. Az ellenállás mérésével az elektromos vezetõképességet (uS/cm-ben mérve) állapíthatjuk meg. Ez függ az iontartalomtól és így egyben a víz sótartalmát jellemzi. Ha a sótartalom és az elektromos vezetõképesség közötti összefüggést pontosabban megvizsgáljuk, akkor megállapíthatjuk, hogy a víz elektromos vezetõképessége a következõ tényezõktõl függ: - az egyes ionok koncentrációjától - az ionok disszociációs fokától - az elektrokémiai értékûségtõl (egyszeresen pozitív, kétszeresen pozitív stb.) - az ionoknak az elektromos mezõn belüli mozgékonyságától (vándorlási sebességétõl), ami többek között az ionok méretétõl is függ - a hõmérséklettõl. Mivel adott ion-összetételû víz ill. vízpróba ionjainak fizikai és kémiai tulajdonságai (disszociációs fok, ionmozgás és elektrokémiai értékûség) állandónak tekinthetõk, ezért az elektromos vezetõképesség csak a hõmérséklettõl és az ionok koncentrációjától függ. Adott hõmérsék-

leten az elektromos vezetõképesség tehát már csak az ionkoncentrációtól függ. Ezért ezt felhasználhatjuk a víz sótartalmának a meghatározására.

31. ábra: Az elsõ TUNZE által 1968-ban sorozatban készített édesvízi vezetõképesség mérésére szolgáló kézi mûszer.

Ha azonban két vízminta só összetétele lényegesen eltér egymástól, akkor az ionok fent említett hatását is figyelembe kell venni. Ilyenkor a mérési eredményeket csak csökkent pontossággal lehet összehasonlítani. Szerencsére azonban a legtöbb víz ionösszetétele annyira hasonló, hogy az elektromos vezetõképesség összehasonlításakor különösebb hibát nem követünk el. Az elektromos vezetõképesség értéke erõteljesen függ a hõmérséklettõl. Emiatt az összes mérést adott hõmérsékletre kell viszonyítani (ez a vonatkoztatási hõmérséklet), ami megállapodás szerint 25°C. Ezért a modern vezetõképesség-mérõket automatikus hõmérsékletkompenzációval látják el. A vízpróba tényleges hõfokát egy beépített, pontos hõérzékelõ állapítja meg. A mérõberendezésben elõre beállított hõmérsékleti együttható segítségével a vezetõképességet automatikusan 25°C-ra számítja át és javított mérési eredményként jeleníti meg. Így tehát a hõmérsékletet külön mérnünk nem kell és a különbözõ mérési eredmények is problémamentesen

összehasonlíthatók, hiszen ezek mind 25°C-ra vonatkoznak. Hol célszerû tehát a vezetõképesség-mérés alkalmazása az akvarisztikában? Amint ezt már máshol hangsúlyoztuk az érzékeny akváriumi élõlények tartásához és szaporításához az ozmotikus viszonyok állandósításának különleges a jelentõsége (vö. 2.8 fejezet). A vezetõképesség-mérés segítségével egyszerûen és elegánsan lehet gyorsan és nagy pontossággal az akvárium vizének összes iontartalmáról informálódni és ezzel az ozmotikus egyensúlyát meghatározni. A vezetõképesség mérésével továbbá a vízkezelõ berendezések (pl. fordított ozmózisos berendezés, ioncserélõ stb.) hatékonyságát és hibátlan mûködését is ellenõrizhetjük. Ha pl. a fordított ozmózisos berendezés által termelt víz vezetõképesség néhány S/cm-rõl jelentõsen megnõ, akkor ez nagy valószínûséggel a membrán sérülésére utal. Ez a membrán ellenõrzésének és adott esetben cseréjének szükségszerûségét jelzi. Az édesvzi akvarisztikában a 25-140 S/cm vezetõképesség számos halfajta tenyésztéséhez ideális. A csapvíz és az ionizált víz (pl. fordított ozmózissal nyert víz) keverésével a vezetõképesség-mérõ használata mellett bármilyen sótartalmú ivató víz percek alatt elõállítható. A gyakorlati tapasztalatok alapján kialakított ökölszabály szerint kb. 30 S/cm felel meg 1° NK (Német Keménység)-nek. Ebbõl az akvárium vizének keménysége közelítõleg megállapítható. Ezáltal lehetõvé válik, hogy az egyes halfajokat célirányosan a természetes biotópjuknak megfelelõ vízviszonyok között tartsuk. A tengeri akvarisztikában a vezetõképesség mérését elsõ sorban a sótartalom meghatározására használják. Segítségével az akvárium vizének sótartalma lényegesen pontosabban határozható meg, mint ahogy ezt eddig az üveg aerométerrel tehettük. Egy precíz mûködésû ozmózisszabályozóval összekapcsolva (amely az elpárolgott vizet automatikusan pótolja) a sótartalom állandó

értéken tartása ma már nem okoz problémát. A nagy sótartalom következtében a tengervíz vezetõképessége nagyságrenddel nagyobb mint az édesvizû akváriumé. 25°C-on 45 és 50 mS/cm (=45000-50000 S/cm). A vezetõképesség, sótartalom és sûrûség összefüggésérõl (25°C-on) az alábbi táblázat informál. 4. táblázat: A vezetõképesség, sótartalom és sûrûség összevetése a természetes tengervíz esetén (Spotte 1979).

Vezetõképesség 25°C-on (mS/cm)

szalinitás 25°C-on (‰)

sûrûség 25°C-on (g/cm3)

40,0 41,0 42,0 43,0 44,0 45,0 46,0 47,0 48,0 49,0 50,0

25,5 26,2 26,9 27,7 28,4 29,1 29,8 30,5 31,3 32,0 32,7

1,0187 1,0193 1,0198 1,0204 1,0209 1,0214 1,0220 1,0225 1,0232 1,0238 1,0244

A sótartalom vagy szalinitás (megadása ‰-ben történik) az 1 liter vízben oldott sók összességét jelöli. A tengervíz átlagos sótartalma 34,7‰ (Tradent 1993). A Vörös-tenger sótartalma jelentõsen nagyobb, kb. 39‰, míg a Keleti-tenger középsõ része csak kb. 30‰ vagy még ennél is kevesebb sótartalommal bír. A sótartalom közvetlen módszerrel nem határozható meg, méréséhez indirekt módszert használunk. Fontos még megjegyezni, hogy a vezetõképesség értéke alapvetõen az oldott sók mennyiségétõl függ, de nem kizárólag. Ez az adat függ még a sók típusától (pl. töltésétõl és molekulaméretétõl) és a hõmérséklettõl is. Így azonos eredõ sótartalom esetén eltérõ mérési eredményt kaphatunk ha a két minta só összetétele eltérõ. De most essék szó a különbözõ kereskedelemben kapható tengeri sókeverékek só összetételének a vezetõképességre gyakorolt hatásáról. A természetes és szennyezõdésektõl mentes tengervíznek a világon mindenütt azonos az összetétele. Ebben kb. 70 féle sót lehet kimutatni. Más szóval az egyes sófajták mennyiségének egymáshoz viszonyított aránya a természetes tengervízben a világon mindenütt állandó. Ez ugyan figyelemre méltó, de nem különösebben meglepõ, ha figyelembe vesszük, hogy a mai tengerek mind egy Õsóceánból származnak. Csupán az eredõ só mennyiség eltérõ a tengervíz származási helyének függvényeként, amint errõl már szó esett. Ezzel ellentétben a különbözõ gyártók által készített tengeri sókeverékek só összetétele (többek között a különbözõ adalékok miatt) részben jelentõsen eltérõ. Erre például egyes gyártók reklámkijelentéseibõl is következtethetünk. A tengeri sókeverékek pontos összetételéhez azonban termékvédelmi okokból rendszerint nem lehet hozzájutni.

A sókeverékek említett eltérései alapján arra számíthatunk, hogy ez a vezetõképesség-mérés eredményére is hatással lesz. Ennek tesztelésére azonos kísérleti feltételek mellett megvizsgáltuk egyes kereskedelmi tengeri sókeverékek vezetõképességét. A mérési eredmények max. 5% eltérét mutattak. Ez azt jelenti, hogy egy 35‰ átlagos sótartalom esetén a mérendõ vezetõképességi érték a sókeveréktõl függõen az átlagosan kb. 49 mS/cm középértéktõl több mS-el eltérhet. A felhasznált sókeverék márkája tehát befolyással lehet a mérési eredményre. A mért vezetõképesség értéket, mint már említettük, egy átszámítási táblázattal adott sótartalmat rendelünk hozzá. Ha az akvarisztikai irodalom sûrûség és vezetõképesség átszámítási táblázatait pontosabban megnézzük, akkor észre fogjuk venni, hogy az egy adott vezetõképességhez rendelt érétkek nem egységesek. Az azonos vezetõképességhez megadott sótartalom értékek jelentõsen eltérnek egymástól. Hasonló eltéréseket tapasztalhatunk különbözõ sûrûség/sótartalom táblázatok esetében is. Ezek, amennyiben nem csak egyszerû mérési hibáról van szó, nagy valószínûséggel a különbözõ tengersó keverékek eltérõ ionösszetételére vezethetõk vissza. A sûrûség ingadozásának elkerülése mindenek elõtt azon tengerlakók tartásánál és szaporításánál fontos kérdés amelyek természetes biotópjukban csak nagyon csekély sótartalomingadozásnak vannak kitéve és emiatt az evolúciójuk folyamán csak nagyon kis mértékben képesek az ingadozó sótartalomhoz alkalmazkodni. Ez jellemzõ a legtöbb gerinctelenre és algára. Különösen érzékeny gerinctelenekre szolgáljanak példaképpen a kõkorallok és a tüskésbõrûek. Számos vizsgálat bizonyította, hogy a korallzátonyon a sótartalom szinte mindenütt állandó (vö. a Maledív szigeteken mért adatokkal az 5.7-as fejezetben). Nagyobb ingadozások csak a zátony belsõ oldalán a sekély vízben és a lagúnákban fordulnak elõ, ami miatt ott lényegesen kisebb a fajtagazdagság.

32. ábra: A Lysmata wundemanni tisztogató garnéla akváriumban tenyésztett példányának fényképe. A csak néhány napos garnéla állandó sótartalom nélkül nem képes a túlélésre.

Összefoglalva megállapítható, hogy az akváriumok sótartalmát modern vezetõképesség-mérõk használatával olyan pontossággal tudjuk ma mérni és szabályozni is, amire néhány évvel ezelõtt gondolni sem lehetett. A vezetõképesség-mérés így az akváriumi analitika állandó alkotójává vált.

33. ábra: Automatikus hõmérsékletkompenzált vezetõképesség mérõk keményszén elektródával, baloldalt édesvízhez, jobboldalt tengervízhez.

5.2 Szénsav az akváriumban A növényeknek a szerves anyagok felépítéséhez többek között szénre is szüksége van. Ez az elem a levegõben széndioxid gázként (CO2) áll rendelkezésre. Az oxigén mellett a biológiailag legfontosabb gázok közé tartozik. A levegõnek a szárazföldi növények számára elérhetõ széndioxidtartalma (0,03 térfogat%) egy bizonyos mértékben a vízben is feloldódik, a levegõ és a víz között széndioxid-egyensúly alakul ki.

34. ábra: A széndioxid víz-levegõ egyensúlya 1. a víz CO2 tartalma 2. a levegõ CO2 tartalma

Az a széndioxid mennyiség, amelyet a víz felvenni képes, függ a víz sótartalmától, hõmérsékletétõl és az uralkodó nyomásviszonyoktól is. A sóban gazdag vizek azonos hõmérséklet mellett kevesebb széndioxidot vesznek fel mint a sóban szegények. 35. ábra: Azonos hõmérsékletû de eltérõ sótartalmú vizek által felvett széndioxidmennyiség A: magas sótartalom B: alacsony sótartalom S: sómolekula CO2: CO2 molekula

A meleg víz azonos sótartalom esetében kevesebb széndioxidot képes oldani mint a hideg víz. Ha a B jelû medencénkben 15°C-ra emeljük a hõmérsékletet, akkor a Vízbõl CO2 molekulák fognak távozni, mivel az egyes molekuláknak megnõ a helyigénye.

36. ábra: A víz által a hõmérséklet függvényében felvett CO2 mennyisége. A két medencének azonos a sótartalma. Bkalt = Bhideg Bwarm = Bmeleg

Ha azonban a légnyomás megnövelésével egy külsõ erõt alkalmazunk, akkor a B medence CO2 molekulái összenyomódnak, így a víz több CO2-t képes oldani.

37. ábra: A megnövelt nyomásnak kitett víz további CO2 molekulákat képes oldani. (Druck = nyomás)

A víz tehát azonos hõmérséklet és azonos sótartalom mellett nagyobb nyomás esetében több széndioxidot képes oldani. Az akváriumi körülmények között ezt a nyomásfüggõséget elhanyagolhatjuk, mivel a nyomásingadozás itt nagyon kicsi. A levegõ széndioxidtartalmával ellentétben a víz széndioxidtartalma erõsen ingadozhat. A vízben egyszer már feloldott CO2 mennyisége nem állandó érték. Ezt az alábbi folyamatok érezhetõen befolyásolják: - a növények fotoszintézise (CO2 fogyasztó) - a növények légzése (CO2 termelõ) - az állatok légzése (CO2 termelõ) A növények nappal a fotoszintézis folyamán a vízben oldott széndioxidot fogyasztják és szerves szénvegyületekké (szõlõcukorrá) alakítják át. A növények, állatok és mikroorganizmusok légzése során (szerves anyag lebontás, pl. táplálékmaradék baktériumos bomlása) CO2 szabadul fel. 38. ábra: A víz CO2-egyensúlyának egyszerûsített ábrázolása. A levegõ és víz széndioxidtartalma egyensúlyban van. 1. Az állatok és növények légzése; baktériumos bomlás) 2. A vízben oldott széndioxid 3. A levegõben oldott széndioxid 4. Fotoszintézis 5. Szerves szén

Gyakori jelenség, hogy a fotoszintézis miatt keletkezõ CO2 veszteség túlsúlyba kerül. A vízben keletkezõ CO2 hiány a levegõbõl pótlódik. Ez a pótlódás azonban csak lassan zajlik és a szabad vízfelület méretétõl és a vízmozgástól függ. Széndioxid és pH-érték A vízben oldott széndioxid szénsavat képez. Mint minden sav, a szénsav is befolyásolja a víz pHértékét. Itt is érvényes, hogy sok széndioxidból sok szénsav (H2CO3) keletkezik. Ezek tehát szintén egyensúlyt alkotnak.

39. ábra: A vízben található CO2-gáz és az általa keletkezett szénsav egyensúlyi állapota. Mindkettõ, a széndioxidgáz és a szénsav is együtt található meg a vízben. 1. széndioxid 2. szénsav 3. pH érték

Durván egyszerûsítve azt mondhatjuk, hogy a pH-érték a CO2 tartalom növekedésével esik. De az esés mértéke többek között a víz keménységétõl is függ. A víz keménysége változó és állandó keménységbõl áll össze, ezért összes keménységnek is szokás nevezni. A víz keménységét, esetünkben a változó keménységet, keménységi fokokban mérik (1°nK = 1 német keménységi fok ami literenként 18 mg CaCO3 (mész) tartalomnak felel meg). Ebbõl az

következik, hogy a meszes vizeket keménynek, míg a mészszegény vizeket lágy vizeknek nevezzük. A kemény, meszes víz pH értéke folyamatos mennyiségû CO2 adagolása esetén nem esik olyan erõsen mint a mészben szegény, lágy vizeké. A mész-szénsav-keveréknek ezt a tulajdonságát a víz puffertulajdonságának szokás nevezni. Hogyan magyarázható ez a folyamat? A vízben található CO2 mennyiségtõl függõ mértékben keletkezõ szénsav mennyisége (22. ábra) a vízben lévõ mész (pontosabban a CaCO3-ból a Ca2+ ionok) egy részét oldja és vele hidrogénkarbonát ionokat (HCO3-)(kötött szénsavat) alkot. Ehhez a reakcióhoz a nem kötött szénsav (vízben oldott CO2-gáz alakjában) egy részére is szükség van, mivel egyensúlyi reakcióról van szó. Ezt a részarányt egyensúlyi szénsavnak (vagy szabad szénsavnak is) nevezik. Egy adott mennyiségû kötött szénsavhoz tehát mindig adott mennyiségû szabad szénsav is tartozik. 40. ábra: Az egyensúlyi- és a kötött szénsav egyensúlya 1. egyensúlyi szénsav 2. kötött szénsav 3. változó keménység

Minél nagyobb tehát a víz mésztartalma, annál több kötött szénsav keletkezhet. Természetesen kellõ mennyiségû egyensúlyi szénsav is jelen kell legyen. Ha a kötött szénsav tartalom megnõ, akkor automatikusan nõ a változó keménység is (23. ábra). Ha az egyensúlyi szénsavon kívül (szabad szénsav) további szénsav is rendelkezésre áll de ennek lekötésére nincs kellõ mennyiségû mész már a vízben, akkor ezt a szénsav felesleget szabad, agresszív szénsavnak nevezik.

A lágy vízben tehát csak kevés kötött szénsav képzõdik, a kemény vízben ezzel szemben sok (41. ábra).

41. ábra A víz pH-értéke, CO2-tartalma és változó keménysége közötti összefüggés 15°C-on (Gessner 1959) 1. pH-érték 2. változó keménység

CO2-pH táblázatok a CO2-adagolás kiszámításához Eljárásmód: valós pH-érték mérése

változó keménység mérése

a pH-érték alatt (4. táblázat) mérése a KH (°NK) sorban a hozzátartozó CO2 mennyiségének megkeresése

a kívánt pH-érték beállítása az adagolóatomatikán

az új CO2-célértékkel és a mért

változó keménységi értékkel (°NK) a 3. táblázatból le kell olvasni az új pH-célértéket

a leolvasott CO2 mennyiséghez hozzáadva a CO2 adagolást

kapjuk meg az új CO2 célértéket

5. táblázat változó keménység savkapacitás (Ks 4,3) °NK mmol/l vagy mol/m3 ——————————————————————— 2° = 0.7 mmol/l 3° = 1,1 “ 4° = 1,4 “ 5° = 1,8 “ 6° = 2,1 “ 7° = 2,5 “ 8° = 2,9 “ 9° = 3,2 “ 10° = 3,6 “ 11° = 3,9 “ 12° = 4,3 “ 13° = 4,6 “ 14° = 5,0 “ 15° = 5,4 “ 16° = 5,7 “ 17° = 6,1 “ 18° = 6,4 “ 19° = 6,8 “ Az adatok kerekítve értendõk; a pontos átszámítási tényezõ: 0.357 ill. 2801

6. táblázat: CO2-tartalom mg/l-ben, 15°C-on különbözõ változó keménység és pH értékekre (Gessner 1959)

Alapszabály: a víz hõmérsékletének növekedésével 1°C-onként kb. 1%-al csökken a CO2 mennyisége

Példa: 1. mért pH-érték: 7,4 2. változó keménység = 10°NK (mért érték) 3. a 4. táblázatból 17 mg/l oldott CO2 adódik 4. CO2 növekmény a vízinövények útján az irodalom alapján (pl. DATZ) pl. 10 mg/l hozzáférhetõ CO2 a Cryptocorynék esetében. 5. 17 + 10 = 27 mg/l célérték 6. 27 mg/l a 4. táblázatból 7,2 pH célértéket ad 7. Állítsuk be a kívánt pH-értéket az adagoló automatán Elõnyös édesvíz-értékek: Változó keménység 5-10°NK, 6.8-7.2 pH tartomány

Javasolt CO2 adagolás: 5-15 mg CO2/l Cryptocorynék esetében 15-30 mg CO2/l Echinodorusokhoz

5.3 A tengervíz keményítése Kezdõ tengeri akvaristák gyakran teszik fel a kérdést, hogy szükség van-e arra, hogy az akvárium vizébe folyamatosan meszet adagoljanak. Erre a kérdésre egyértelmû igennel kell válaszolnunk! Az alábbiakban azzal kívánunk foglalkozni, hogy hogyan keletkezik ez a folyamatos mészigény, a tengerben honnan fedezõdik és, hogy hogyan lehet ezt a problémát a legjobban megoldani: A természetes vizek nagy mész/kalcium tartalma számos szempontból döntõ szerepet játszik. Egyfelõl fontos a pufferfunkciója, ezzel stabilizálja a pH-értéket. Másfelõl a test sejtjeinek és vázának felépítéséhez minden élõlénynek mészre van szüksége. A tengervíz 20° és 30°C-on 230335% oldott kalcium (tehát CaCO3) esetében túltelítettnek számít (Gessner 1959). Ez a hatalmas koncentráció (Hütter, 1992, 416 mg/l) a tengerekben a szénsav általi állandó mészoldás eredményeképpen jön létre. Ezek a folyamatok nagy tengermélységekben zajlanak, mert az ott összegyûlt, nagy nyomás alatt erõsen savas hatású szénsav (szabad, agresszív szénsav) a lerakódott (szedimentális) meszet kalciumkarbonát (CaCO3) alakjában feloldja. Ez a CaCO3-al erõsen feldúsult mélységi víz kiegyenlítõ áramlások útján a felszíni vizekbe kerül fel. Itt a felmelegedés (kifejezetten a trópusi övben) és a csökkenõ nyomás következtében a szénsav ismét felszabadul, ami a trópusi övben a sekély vizekben kalciumkarbonát túltelítettséget okoz.

Mivel a trópusi övben élõ összes mészkedvelõ élõlény oldott mészigénye hatalmas (korallzátonyképzés!), ezért az akváriumban rövid idõ elteltével hiányjelenségek mutatkoznának az élõlényeknél, illetve erõs napi pH-ingadozás jelentkezne (különösen csekély pufferkapacitás esetében). Az ilyen akváriumok kalciumértéke csak kb. 200 mg/l lenne. Peter Wilkens (1973) ezért már korábban is azt javasolta, hogy az akváriumba az alacsony pHérték idején, tehát a kora reggeli órákban, kalciumhidroxid (Ca(OH)2) erõsen lúgos, vizes oldatát adagoljuk. Habár ezzel a módszerrel részben nagyon jó eredményeket lehet elérni, “házi használata” nem lebecsülendõ veszély forrása lehet, mivel ez az oldat erõsen lúgos (12,5 pH). Ezen kívül a pH hirtelen megnövekedését is okozhatja ami az akváriumi élõlényeknél stresszhez vezethet. Elegánsabb és biztonságosabb módszer a Ca-CO2-reaktor (kalciumreaktor) használata. Egy tiszta mészkristály granulátumot tartalmazó tartályba egy CO2-szabályozó berendezéssel beállított pH-érték túllépése esetén alulról CO2 gázt vezetünk be. A kis térben ható szénsav (4-5 pH) kioldja a meszet. Ezt az immár telített mészoldatot az akváriumba vezetjük. A folyamat a trópusi tengerekben lejátszódó, korábban leírt mészoldási folyamatokhoz hasonlóan zajlik. Ezzel a szelíd módszerrel a víz pufferkapacitását szükség szerint, veszélytelenül tudjuk helyreállítani és az összes élõlény Ca2+ ellátását biztosítani. Ezzel erõteljesen növelhetjük a korallok és mészalgák növekedését. Káros mellékhatás eddig még nem volt tapasztalható, mivel a pH-érték napközben, erõs világítás esetében is 8.1-8.2 pH körül stabilizálódott és a légzéssel összefüggõ éjszakai pH csökkenés többnyire csak 0.2 pH-nyi. Tény, hogy a mûszaki ráfordítás nagynak tûnik. Létjogosultsága azonban a mészfogyasztó élõlények (kõkorallok, mészalgák stb.) ezáltal elérhetõ erõteljes növekedésében rejlik.

43. ábra: A Comline sorozat Turbo-Kalcium-Reaktora belsõ zárt szivattyúkörrel rendelkezik, de kontaktusnyílásain keresztül a medence vizével is összeköttetésben áll. A belsõ kör folyamatosan üzemel. A CO2 adagolás bekapcsolása után a CO2 gáz egy injektorfúvókán keresztül rövid idõ alatt oldódik a vízben és belefog a Ca-granulátum feloldásába. A telített kalciumoldat egy kontaktusfelületen keresztül jut be az akváriumba.

A tengervíz pH-értéke A kalcium kalciumreaktoros adagolása során hidrogénkarbonát is kerül az akváriumba. A pHérték ingadozásait egy CO2 vezérléssel kell a korallzátony természetes értékei között tartani. A természetes tengervíz pH értéke 8,1 és 8,2 között változik. Ez az érték a tengeri sók sópufferének és a kalcium-szénsav pufferrendszernek köszönhetõ. A pH-érték ingadozása lényegében a fotoszintézis hatására és a CO2-háztartásra vezethetõ vissza. Az akváriumban a pH-érték ingadozása általában nagyobb mint a zátonyon. Ennek elsõsorban az az oka, hogy hiányzik a tenger hatalmas víztömegének és pufferrendszerének kiegyenlítõ hatása. Az egyes tengeri akváriumok pH-ingadozása erõsen eltérõ lehet.. Minél nagyobb az ingadozás, annál nagyobb a fotoszintézisbõl eredõ CO2 fogyasztás. A 8,5 feletti pH értékek azonban

kerülendõk. Az ilyen magas értékek a halakat fiziológiailag nagyon megterhelik. Ezen kívül az ammónium erõteljesebben kezd veszélyes ammóniává átalakulni. Ritka eset az amikor az akvárium napi görbéje max. 8,1 vagy akár csak 8,0 pH-értéket ér el. Amennyiben a mérési hiba kizárható, akkor ebbõl a pufferrendszer zavarára következtethetünk. Ez nem feltétlenül hátrányos. Vannak akvaristák, akik ilyenkor megpróbálnak gyors kalciumhidroxid adagolással pH-érték emelkedést elérni. Ez egy kalciumreaktorral együtt a kalcium mennyiség és a változó keménység ugrás szereû emelkedését eredményezi. Ennek a korrekciónak tehát csak akkor van értelme, ha a pH ingadozás oka a kalcium-szénsav pufferben rejlik. Az akvárium vagy a természetes korallzátony mindenkori pH-érték ingadozása erõsen a teljes környezettõl, azaz az ott élõ organizmusoktól is függ. Voltaképpen ezek eredményezik a pufferrendszer változásait. Ezért a kalciumreaktort nem kell feltétlenül egy fiktív 8,2 értékre beállítani. 44. ábra, baloldalt: Egy tengeri akvárium napi pH változása 10 órás megvilágítás mellett, CO2 adagolás és a pH-értéket befolyásoló kémiai adalékok nélkül. Jobboldalt: Változások egy kalciumreaktor hosszabb üzemeltetése során. Lichtphase: megvilágítás

5.4 A redoxpotenciál és gyakorlati jelentõsége Elméleti alapok: A redoxpotenciál (vagy redox érték) a redukciós-oxidációs potenciál rövidítése. Ez írja le azt az elektromos feszültséget, amely a vízben lévõ különbözõ molekulák közötti elektronátvitelbõl származik (mértékegysége a millivolt (mV)). A redoxpotenciál jobb megértéséhez célszerû elõször arról beszélni, hogy miért is keletkeznek ilyen elektron-eltolódások? Az atomok jelenlegi tudásunk szerint egy pozitív töltésû atommagból (részei a pozitív protonok és a semleges neutronok) és a negatív töltésû elektronhéjból épülnek fel (az elektronok negatív töltésû anyagi részecskék). Azonos számú proton és elektron esetén az atomok kifelé elektromosan semlegesek. Ha nagyobb a protonok száma mint az elektronoké, akkor az atom (vagy molekula) pozitív töltésû (kation). Ha viszont fordított helyzet alakul ki és az elektronok száma nagyobb, akkor az atom (vagy molekula) töltése negatív (anion). Az atomok és molekulák igyekszenek lehetõleg minél stabilabb (azaz energiaszegényebb) állapotba kerülni. Ha egy atom még nem érte el a legstabilabb állapotát, akkor ezt elektronok felvételével vagy leadásával próbálja meg elérni. Mivel az elektromos töltést se létrehozni, se megsemmisíteni nem lehet, ezért mindig rendelkezésre kell álljon egy reakciópartner, amely az elektronokat felvenni ill. leadni képes. A redukció és az oxidáció ezért mindig együttesen fellépõ jelenségek. Az elektronokat leadó anyag ugyanis oxidálódik, míg az a reakciópartner aki az elektront felveszi redukálódik. Példa:

Ha egy pohár vízbe késhegynyi vas-II-szulfátot teszünk, akkor a víz zöldeskék színûre színezõdik. Ha azonban levegõt vezetünk a vízbe, akkor az oldat hamarosan piszkosszürkére változik és végül sárgásbarna lesz. Ez a folyamat ózon bevezetése esetén még gyorsabban fog lezajlani (az ózon az oxigénnél erõsebb oxidáló szer) és azonnali színváltás következik be ha oxidáló szerként egy csepp hidrogénperoxidot használunk. Mi is történt voltaképpen? A levegõ, ózon vagy hidrogénperoxid bevezetésével a vas-II-szulfátot vas-III-szulfáttá alakítottuk át, azaz ebben az esetben a vas-II-szulfátot vas-III-szulfáttá oxidáltuk. Az oxidáció tehát a pozitív töltés elektronleadásból eredõ növekedését jelenti. oxidáció = elektronleadás Ennél a folyamatnál az oxigén reakciópartnerként szerepel, a felszabadult elektronokat vette fel. Ebbõl következik, hogy az oxigén a folyamat során redukálódott. redukció = elektronfelvétel Az oxigén a vasszulfátot oxidálta, ezért oxidáló szernek nevezzük, míg megfordítva, a vas-IIszulfát az oxigént redukálta és ezért redukáló szerként mûködött. A folyamat redox-egyenlete:

2 Fe2+ + O2 → 2 Fe3+ + O22A redoxpotenciál mérésére különbözõ elektródákat használhatunk, ami az akvarisztikai gyakorlatban röviddel ezelõttig egy kis zavart is okozott (lásd lent). A vízanalízis során platina

(Pt/telített kalomel) vagy ezüstbevonatú (Ag/AgCl) elektródákat szokás alkalmazni. Amit eddig redoxpotenciálnak neveztünk, az tudományosan vizsgálva nem teljesen helytálló. Az “eredeti” redoxpotenciált 1 mólos fémion oldatban mérték 18°C-on egy vízöblítéses platina elektródával, az úgynevezett normálhidrogén-elektródával. Ehhez a mérési eredményhez a tudomány önkényesen a 0.0 V értéket rendelte hozzá. Az összes a vízanalízisben alkalmazott elektróda (platina/kalomel vagy ezüst/ezüstklorid elektródák) ehhez az elektródához viszonyítva szintén egy bizonyos potenciállal rendelkeznek (lásd 7. táblázat) amit a tényleges mérési eredményhez hozzá kellene adni. A probléma lényege, hogy az akvarisztikai irodalomban szereplõ értékek egy része ezt a hozzáadott értéket figyelembe veszi, míg más része nem tartalmazza. Összehasonlíthatóságra tehát csak e kérdés tisztázása után van lehetõség. Az akvarisztikai mérések területén csupán az utóbbi években kezdték a tiszta, hozzáadott érték nélküli elektródapotenciált megadni. Emiatt fontos az elektróda típusának megadása, ezzel biztosítható csak a mérési eredmények összehasonlíthatósága.

7. táblázat: A platina ill. ezüstelektródák vonatkozási elektróda potenciálja (mV-ban) a normálhidrogén-elektródára vonatkoztatva különbözõ hõmérsékleteken (DEV nyomán).

hõmérséklet (°C)

platinaelektróda ezüstelektróda (Hg/telített kal.) (Ag/telített AgCl-KCl) (mV) (mV) ——————————————————————————————— 5 257 216 10 254 212 15 251 207 20 248 202 25 244 197 30 241 192

Hõmérsékletfüggés A redoxpotenciál kismértékben a hõmérséklettõl is függ, de ezt az akvarisztikai mérések során el szoktuk hanyagolni, mivel a potenciálkülönbség az akvarisztikában érdekes szûk hõmérséklettartományban (25-27°C) csekély (7. táblázat). A redoxpotenciál pH-függése A mért redoxpotenciál függ a pH-értéktõl is. Minél magasabb a pH annál alacsonyabb a redoxpotenciál és fordítva. Az eltérés pH-egységenként elméletileg 57,7 mV körüli érték, de itt kivételek is léteznek. Megemlítenénk itt az iskolai kísérletekbõl ismert metilénkéket: Ha a pH 5rõl 6-ra emelkedik, akkor a redoxérték 57,7 mV-al kellene essen. A változás értéke azonban csak 54 mV. Ha a pH 6-ról 7-re változik, akkor a változás csak 36 mV.

A redoxpotenciál pH-értékfüggése miatt gyakran használnak egy kombinációt, az úgynevezett rH-értéket. Ezt az alábbi egyenlet alapján számíthatjuk ki (Baumeister 1990): rH = mV/29 + (2xpH) + 6,67 Mivel tehát a mérési érték pH-függõ, ezért a redoxérték megadásánál a pH értéket is mindig meg kell adni (ha nem egybõl az rH-értékkel dolgozunk). A redoxérték helyes megadása ezért például így nézne ki: mérési eredmény: 340 mV (platina elektródával, T=25°C, 8,2 pH Hol lehet ezt az akvarisztikában ésszerûen felhasznáni? Általánosan megállapítható, hogy a redox feltételek nagy hatással vannak a természetben zajló kémiai és biokémiai (biológiai) folyamatokra, mivel számos életfolyamat tõlük függ. Nagy oxigéntartalom esetén a redoxpotenciál is magas, míg ha kevés az oxigén vagy teljesen hiányzik, akkor a redukciós folyamatok (pl. a baktériumok anaerób légzése) vannak túlsúlyban. Redukáló hatású (azaz oxigén elvonó) a legtöbb szennyezõdés (pl. a táplálékban és az ürülékben lévõ fehérjék, aminek hatására mérgezõ ammónium és nitrit keletkezik), ami miatt az erõsebben szennyezett víz alacsonyabb redoxpotenciállal rendelkezik mint a szennyezetlen. A redoxfeszültség akváriumi mérésénél a mérõelektróda és a víz (és az összes benne lévõ anyag) közötti redukciós és oxidációs folyamatok összességét határozzuk meg.

A redoxmérést lehetõleg folyamatosan, több napon vagy héten keresztül kell végezni, mivel az elektródáknak hosszú a beállási ideje. A redox-érték hosszú távú (ideális esetben folyamatos) megfigyelésébõl következtethetünk az akváriumban nagyszámban zajló redox-reakciók stabilitására. A vízminõség változása rendszerint a redoxpotenciál megváltozásával is jár és így idõben felismerhetõ. Viszont nem lehet az akvárium redoxpotenciáljára ideális értéket megadni, legjobb esetben is csak a tapasztalatok alapján meghatározott értéktartományról beszélhetünk. A tengeri akváriumok esetében ez a tartomány 250-400 mV közötti. A tápanyagban gazdag, erõs alganövekedést mutató akváriumokban a redox-érték többnyire jelentõsen kisebb, 200-300 mV. A redoxpotenciál megnövelése a korallos akváriumokban a publikációk szerint (többek között Wienandt 1992) a nyálkás és fonalas algák sikeres visszaszorítását eredményezte. A redox-értéket ózon adagolásával is meg lehet növelni. Ekkor egy redox-mérõ- és –vezérlõ berendezéssel lehetõség van az ózon mennyiségének pontos adagolására és egy adott (magas) redox-érték lépésenkénti megközelítésére. Az ózonfejlesztõvel üzemelõ akváriumokban egészen 450 mV-os értékek is elérhetõk. A redoxmérésnek a nitritszûrõk (denitrifikáló szûrõk) mûködésének az ellenõrzésénél is fontos a szerepe. Ezekben optimális mûködés esetén -50 és -200 mV mérhetõ. A redoxpotenciál további csökkenését -300 mV alá feltétlenül meg kell gátolni, mert ekkor a baktériumok a nitrát helyett szulfátot fognak ellélegezni és mérgezõ kénhidrogén keletkezhet (záptojásszag!). A fentebb az ózonvezérléssel kapcsolatban mondottak analóg módon az édesvízi akváriumokra is érvényesek. A redoxpotenciál mérés segítségével meg tudjuk mérni az akvárium vizének oxidációs és redukciós viselkedését és némi gyakorlattal következtethetünk a “biológiai rendsz-

er” (vagy pontosabban biokémiai rendszer) stabilitására. A redukált (oxigén fogyasztó) vegyületek részarányát ózon használatával vagy a szûrõtechnikánk javításával adott esetben csökkenthetjük.

45. ábra: mV-mérõ mûszer a redoxpotenciál méréséhez és szabályozásához

5.5 Foszfor A szerves anyag baktériumos bomlásánál (növényi maradékok stb.) foszfor keletkezik és foszfátként kerül a vízbe. Ezen túlmenõen a mindennapi etetéssel is foszfátokat juttatunk az akvárium vizébe. A nitrogén mellett a foszfor a növények egyik legfontosabb tápanyaga. A természetes, szennyezetlen vizekben ez az elem csak nyomokban fordul elõ (10 g/l) Ebben az esetben a foszfor a növények növekedését korlátozó tényezõ. Más szóval, ha nõ a víz foszfortartalma, akkor túlzott növényi növekedés lép fel. Túlzottnak azért nevezzük, mert fõleg akkor, amikor a növények elpusztulnak, akkor ez az élõ víz is halottá válik (kibillen az egyensúlyából).

Az akváriumi gyakorlatban a halak túletetése vezethet a víz túltrágyázásához. Ezt többek között a túlságosan megnövekedett foszfátkoncentráció is jelzi. Ennek a túltrágyázásnak (eutrofizálódásnak) az egyik következménye a kellemetlen nyálkás és fonalas algák megjelenése. Különlegesen rossz esetben a pH-érték is lecsökkenhet. Az etetés adagolásának ellenõrzésére és a fent említett következmények elkerülésére célszerû hetente az etetés elõtt a vízben oldott foszfor mennyiségét ellenõrizni. A 0.2 mg/l alatti foszfortartalom jónak, a 0.2-0.7 mg/l pedig közepesnek tekinthetõ. Ha a foszforkoncentráció 0.7 mg/lnél nagyobb, akkor célszerû az etetést visszafogni illetve a halak mennyiségét csökkenteni. Ez édesvizû és tengeri akváriumokra egyaránt érvényes.

5.6 Oxigén A magasabbrendû élet alapfeltétele (legalább is az általunk ismert életé) az oxigén jelenléte. Ez a vízi és szárazföldi élõlényekre egyaránt érvényes. Az evolúció folyamán különbözõ állatfajták alakultak ki, amelyek többek között az oxigénigényükben és annak felvételi módjában is különböznek egymástól. Az akváriumokban tartott állatok túlnyomó többségükben a bõrlégzéses és kopoltyúlégzéses fajok közé tartoznak. Így léteznek féregfajták (pl. a tubifex fajok) amelyek kevesebb 1 mg/l O2-el is megelégszenek. Ezzel szemben a hazai pisztráng 7-8 mg/l oxigént igényel, ami nagyon magas oxigénigénynek számít. Az oly nagyon fontos gáznemû oxigén közvetlenül a levegõbõl kerül az akvárium vizébe. Ott baktériumok fogyasztják el és a növények fotoszintézise újra termeli.

Magas hõmérsékleten és nagy sótartalom esetén kevesebb oxigén oldódik a vízben mint alacsonyabb hõmérsékleten és kisebb sótartalomnál.

46. ábra: Az oxigén oldódása a vízben a hõmérséklet és sótartalom függvényében (Smith 1974 , Hütter 1992 nyomán) 1. oldott oxigén 2. édesvíz 3. brackvíz 4. tengervíz 5. hõmérséklet 6. sótartalom

Ha a víz a megfelelõ, maximálisan lehetséges oxigén mennyiségét felveszi, akkor 100%-osan telítettnek tekinthetõ. Eszerint két oxigénértéket különböztetünk meg: - a vízben oldott oxigén mennyiségét (mg/l) - és a víz oxigéntelítettségét (%) Mire következtethetünk az akváriumban mért oxigénértékekbõl? Mivel az akváriumainkban többnyire különbözõ oxigénigényû állatfajták élnek, ezért a víz oxigén tartalma a legkényesebb élõlény igényéhez kell igazodjék. Általában alsó határértékként 4 mg/l oxigéntartalmat jelölhetünk meg. Ezt a minimumot az akvárium reggel, a világítás bekapcsolása elõtt érheti el. Az oxigéntartalom maximuma este, röviddel a világítás kikapcsolása elõtt határozandó meg.

A maximum 27°C vízhõmérsékleten 6 mg/l (tengervíz) és 8 mg/l(édesvíz). Ezzel kb. 100-110%os telítettséget érhetünk el. A 150% feletti telítettséget jobb kerülni. Ezért célszerû az említett értékeket havonta kétszer ellenõrizni. Az újonnan berendezett akváriumokat célszerû hetente kétszer ellenõrizni. 5.7 A Maldiv-szigetek ökológiai szempontból A Maldiv-szigetek Sri Lankától délnyugatra fekszenek az Indiai óceánban. Felépítésük kétsoros korallatoll. Az észak-déli kiterjedésük közel 1000 km, a kelet-nyugati mintegy 160 km. A szigetcsoport kb. 110.000 km² vízfelületet vesz közre, a szárazföld területe csupán 300 km. Ez nem egészen akkora mint München. Az összesen 1200 Maldiv-szigetbõl csupán 200 lakott, kb. 150.000 szigetlakó lakja. Ezáltal a Maldiv-szigeteken 500 lakos jut egy km²-re, ami kétszer akkora népsûrûséget jelent mint az NSZK népsûrûsége. Számos sziget elsõ látásra buja dzsungelnövényzetét csak nagyon kevés növényfaj alkotja: kókusz-, csavar- és arekapálma, banánfák, papaya, kenyérfa és hibiszkuszok valamint elszórtan álló bambuszállományok a meghatározók a szigetek növényvilágában. Az állatvilága hasonlóan szegényes. Az emlõsöket a házipatkány, a repülõkutya és a kivadult házinyúl képviseli. Gyakori háziállat a kecske és a csirke. Ritkák a hüllõk, a gekkók és egyes gyíkfajok dominálnak. A madarakat a gémek, varjak, sirályok, homoki futók és tengeri fecskék képviselik. A szám szerint legnagyobb állatcsoportot a remeterákok alkotják. Mivel ezek a vízbõl származnak, így átvezetnek minket abba az élettérbe, amely a Maldiv-szigeteket olyan híressé tette, a

csodálatos korallzátonyokra. Ezek ma (még) a földünk legszebb és legeredetibb életterei közé tartoznak. Ezen kívül ezek az élõ kõzetformációk az általunk ismert legidõsebb ökoszisztémáknak számítanak. Az itt elõforduló alak- és színsokféleség, szinte kimeríthetetlennek tûnik. A számos faj képviselõiként itt csak a pompázatos doktorhalakat és pillangóhalakat valamint a különféle alakot öltõ kõkorallokat említenénk. A Maldiv-szigeteken nyaralók jelentõs része búvár vagy akvarista. Az inkább sportos ambíciókkal rendelkezõ búvár lefényképezi a víz alatti világot, hogy otthon is örülhessen neki. Az akvarista még ennél is “igényesebb”. Õ megpróbálja a Malediv-zátonyok ökológiai viszonyait otthon minél hûbben modellezni. Mivel az ez ökoszisztéma számos mozaikból épül fel, ezért az akvarista mérhetõ és látható ökológiai jellemzõkre támaszkodik. Ezen tényezõk megtalálásában és megértésében hivatottak az alábbi adatok segíteni, amelyeket az Eriyadoo szigeten (1985 november és december között) mértünk. A víz és a fény mérési értékei a Maldiv-szigetek Eriyadoo szigetén 1985 novemberében és decemberében A mérési pontok leírása: A: homokos strand: B: sekély víz: C: sekély víz: D: meredek zátonyfal:

1m-rel a vízszint felett, árnyékmentes helyen max. 0,2 m vízmélység, homokos fenék max. 1,0 m vízmélység, homokos fenék max. 10,0 m mélység, koralltörmelékes aljzat

Az egyes mérési pontok elhelyezkedését az alábbi vázlatban bejelöltük. (47. ábra)

47. ábra: Mérési helyek az Eriyadoo szigeten a) uralkodó szélirány b) vízállás

Redoxpotenciál mérés: B mérési pont, mérési idõköz 11h (7-18 óra között) 8. táblázat: A redoxpotenciál napi alakulása

helyi idõ mV ———————— 7 10 230 12 248 18 253 A 7 és 10 óra között eltelt idõt az elektróda alkalmazkodási idejének tekintettük. (Pontos mérési eredmények 12 óra után).

9. táblázat: A Maldiv-szigetek Eriyadoo szigetének mérési eredményei 1985 novemberében dátum

óra

pH vezetõképesség fényerõ egyebek B pont B mérési pont A. mérési pont (mS/cm,°C) (lux x 1000)

—————————————————————————— 85.XI.17. 10 8,06 50,2/28,5 46,5 szélerõ 2-3 12 43,0 szélerõ 2-3 18 0,8 1/8-a felhõs 85.XI.18.

10

8,13 49,9/29,8

-

85.XI.20.

10

8,14 49,6/30,0

-

szélerõ 0-1

85.XI.23.

10

8,12 49,6/29,2

-

szélerõ 2-3

85.XI.26

8 12 18

8,13 49,9/27,7 8,23 49,8/28,9 8,12 49,9/27,4

35,0 21,0 3,0

szökõár 7/8-a felhõs

85.XI.27.

9 12 18

8,15 49,5/28,1 8,21 49,3/29,1 8,16 49,3/27,8

38,0 42,5 2,0

1/8-2/8-a felhõs szélerõ 2-3

pH-értékek: A 85.XI.17-i értéket (10 órakor) nem kellõen beállított elektródával mértük. A többi értékhez mérten túl alacsony. A pH-értékek enyhe napi ingadozást mutatnak (XI.26. és XI.27.) 12 óra körüli maximummal. A maximális eltérés 0,1 egység, XI.26-án. Vezetõképesség: Az 25 értékek 49,3 és 50,2 mS/cm között ingadoztak. Napi ingadozás alig észlelhetõ (XI.27-én a különbözet = 0,2 mS/cm). Ezzel szemben az egyes napi értékek jelentõs eltéréseket mutatnak (XI.17. = 50,2;XI.27. = 49,5 mS/cm). Ezek a különbségek az eltérõ beömlési szituációkkal magyarázhatók. Hõmérsékletmérések: A mért vízhõmérsékleti értékek 27,4°C (XI.26.) és 30°C (XI.20.) között változtak. Az értékek bizonyos mértékben függnek a felhõzettõl és a szélerõsségtõl valamint a széliránytól is. A hõmérséklet napi ingadozása kimutatható, a maximum az elvárásnak megfelelõen 12 órakor mérhetõ (XI.26. és XI.27.) Lux-mérés a szárazföldön: A szárazföldi mérések (A mérési pont) 46.500 és 800 lux közötti értékeket eredményeztek (mindkettõt XI.17-én mértük). A délre várt maximumot csak XI.17-én lehetett kimérni. Ennek az erõsen ingadozó felhõzet volt az oka. Az erõsen felhõs napokon (XI.26.) a déli érték közel 50%-al volt alacsonyabb mint a szinte teljesen felhõtlen napokon (XI.17.).

Lux-mérés a vízben: A vízben a C-pontban végzett fényerõmérés is napi ingadozást mutat. Még egy méteres vízmélységben a felületen mért érték több mint 50%-a mérhetõ (lásd lent). 10. táblázat: Megvilágítás erõssége (Lux) a napszak és vízmélység függvényében

Dátum

óra

fényerõ felület 1m mélységben (lux) (lux) ——————————————————————— 85.XI.27 10 40.000 25.000 12 42.000 26.000 18 700 700 Vízkémiai vizsgálatok: A vizsgálat alatt a sekély parti rész vize zavaros volt (B és C pontok), mivel ez idõben viszonylag erõs ÉNY-i szél uralkodott, mindehhez még szökõár is társult. Ezzel szemben a D mérési pontban a víz lényegesen tisztább volt.

11. táblázat: A D és C pontok mérési eredményei

Mérési paraméter

D pont C pont 4m mélyen felszínen 1m mélyen felszínen ——————————————————————————— (mS/cm) 48,5 48,4 48,6 48,4 pH 8,17 8,19 8,22 8,22 NO2- (mg/l) 0,05 0,05 0,05 0,15 NO3- (mg/l)

<5

PO43- (mg/l) 0,05 FE 2- (mg/l) 0,05 keménység (°NK) 6

<5

<5

<5

-

-

-

0,05 6

0,05 6

0,05 6

A vezetõképességbeli eltérés a C (felszín közelében, homokos aljzat felett) és D (zátony meredélyén) pontok között minimális. A pH különbség 8,22 (C pont) és 8,17-8,19 (D pont) már valamivel nagyobb. Ezt a különbséget az öbölben zajló erõsebb fotoszintézisre lehet visszavezetni. A NO2/NO3 mérések a várt alacsony értéket eredményezték. A C mérési pont eredménye helyi eltérést mutat (rothadó szerves anyagból eredõ túl magas érték). A felsorolt mérési eredmények a korallzátony nagyon tiszta vízviszonyait hivatottak bemutatni. Ez kell minket akvaristákat is sarkaljon, hogy az akváriumainkban hosszútávon ilyen feltételeket teremtsünk.

6 Akvarisztikai gyakorlat 6.1 Az aktívszén adszorpciós képességének a vizsgálata Nem is olyan régen a szenet mindenek elõtt jó fûtési tulajdonságai miatt értékelték. Ma többek között elektróda anyagaként, gyógyszernek és a víz- ill. légtisztítás területén is használják. Minket elsõsorban az aktív szén szûrõhatása érdekel. Az aktív szén erõsen porózus, így a felülete is igen nagy (600 - 1.400 m²/g). A szín- és szaganyagokkal szemben különlegesen erõs adszorpciót mutat. Ezt a tulajdonságát a víztisztításban már régóta kihasználják. Az aktív szén a vízbõl a nehézfémek, gyógyszerek, ózon és klórgáz valamint a nehezen lebomló anyagcseretermékek eltávolítására képes. Ezekre a nehezen lebomló anyagcseretermékekre jellemzõ, hogy a vizet egy idõ múlva sárgára festik. Az öreg vizet így nem utolsó sorban sárga színérõl lehet felismerni. Mi az akvarisztikai jelentõsége a sárga víznek? A kellemetlen, optikailag is észlelhetõ sárga elszínezõdésnek további, biológiai szempontból nagyon kedvezõtlen hatása is lehet. Az akváriumba jutó, részben igen drága lámpákból származó fény erejét a sárga víz csillapítja. Szerencsétlen módon épp azokat a fényösszetevõket szûri ki, amelyek az algák, növények és a fénytõl függõ korallok növekedéséhez szükségesek. Ezen hátrány elkerülésére általában idõben korlátozott aktívszenes szûrést szoktak javasolni. Az alábbi szénteszt azt mutatja be, hogy milyen sebességgel képes az aktív szén adott mennyiségû sárga színanyagot a vízbõl kiszûrni. Ez segítheti az akvaristát az aktív szén eddiginél célirányosabb alkalmazásában.

A kísérleti elrendezés a szûrõanyagok vizsgálatánál alkalmazottal azonos (lásd 6.2. fejezet). A kb. 70 literes akváriumot öreg, sárgára színezõdött vízzel töltöttük fel. A vizet egy 600 l/h teljesítményû Turbelle-vel kereskedelemben kapható aktív szénnel töltött csepegtetõs szûrõn hajtottuk keresztül. A sárga színanyag részarányát spektroszkóppal állapítottuk meg. A vizsgálat során, három, granulált, eltérõ szemcseméretû márkás szénfajtát használtunk. Az egyes szénfajták mérési eredményei közötti eltérés a mérési tolerancián belülre esett, így igen csekély volt. 12. táblázat: Sárga színanyag eltávolítása tengervízbõl aktívszenes adszorpcióval szûrõ térfogat = 0,45 l medence térfogat = 70 l víz átfolyási sebessége = 600 l/h kísérleti idõszak (napokban) 2 sárga színanyag eltávolítás (%) 29

3 43

4 51

7 83

9 85

10 92

30 100

A víz sárga színanyagának felét négy nap alatt, hét nap elteltével már 83%-át sikerült eltávolítani. Ettõl az idõponttól kezdve a sárga színanyag koncentrációja lassabban csökken. A 100%-ot 30 nap elteltével sikerült elérni (48. ábra és 12. táblázat). Az aktív szenet tehát célszerû 10-14 nap elteltével cserélni.

48. ábra: Sárga színanyag eltávolítása tengervízbõl aktívszenes adszorpcióval a) sárga színanyag eltávolítása (%) b) napok száma

6.2 Különbözõ biológiai szûrõanyagok lebontási teljesítményének tesztelése Alapok A szerves anyagokkal terhelt vízbõl a baktériumos lebontás folyamán oxigén vonódik el. A szerves terhelés mértéke határozza meg az oxigénfogyasztást. Egy grammnyi szerves terhelés x gramm oxigént fogyaszt. A vízben így keletkezõ oxigénhiány a levegõ oxigénjébõl pótlódik. Ha viszont ezt a szervesen terhelt vizet légmentesen záródó üvegbe tesszük, akkor az oxigénfogyasztást y nap elteltével meg tudjuk mérni. Mindegyik jó akváriumban a biológiai szûrõ az a hely ahol a lebontással foglalkozó baktériumok nagy mennyiségben gyûlnek össze. A lebontási munka jelentõs része itt zajlik, a keletkezett szerves anyag oxidálódik. Ideális esetben ez a bom-

lás (csepegtetõs szûrõben) a vízbõl oxigénelvonás nélkül történik. Ha tehát adott idõközönként megmérjük a vízben az oxigénfogyást, akkor ez egyre kisebb kell legyen, és ha az összes szerves szennyezõdés lebomlott, végül nulla körüli értéket kell mutasson. A lebontás sebessége elsõsorban a szûrõanyag aktív felületétõl függ.

49. ábra: Adott számú, teljesen azonos felépítésû akváriumot bioreaktorokkal szerelünk fel. Ezek csak a szûrõanyagban különböznek egymástól. Mindegyik medencébe azonos vizet töltünk. A lebontás mértékében fellépõ különbségek tehát csak a szûrõanyagra vezethetõk vissza. a) Kísérleti elrendezés b) csepegtetõs szûrõ c)szervesen terhelt víz V=70 l d) Minta kezelés O2-tartalom mérése légmentesen zárt üveg e) 2-3 napig sötétben állni hagyni f) O2-tartalom mérése, különbség meghatározása

Eredmények Megvizsgáltunk kilenc az akvarisztikai gyakorlatban használatos szûrõanyagot (13. táblázat). A tesztanyagokat a teszt kezdete elõtt kb. négy héttel behelyeztük egy beállta akvárium szûrõkörébe. A különbözõ elnevezésekkel árusított mûanyag alapú szûrõanyagokat ezen teszt

keretén belül nem tudtuk értékelni. Az itt kiértékelésre került természetes anyagokkal összehasonlítva a mesterséges anyagoknak szélsõségesen nagy a helyigénye, így a tesztünkben ezeket nem használtuk. 13. táblázat: A tesztben szereplõ anyagok a hozzátartozó töltési magassággal (g/l); a zárójelben álló számok a szemcseméretet adják meg (mm-ben). tojáshéj (durva) tojáshéj (közepes) tojáshéj (finom) biogranulátum (1-2) biogranulátum (2-4) foraminiféra-homok horzsakõ szén lavalit schott-gyûrûk schott-golyók baktérium-homok

1780 1860 1940 1760 1640 2426 1760 1620 1920 1480 1640 1740

A lebontási teljesítmény mérésénél jelentõs különbségek derültek ki. A tesztelt anyagok többsége 30-40 nap elteltével 100%-os szennylebontást ért el (azaz az oxigénfogyasztás nullára csökkent). A schott-golyók, foraminiféra-homok (foraminiférás mészhomok), durvára tört tojáshéj, biogranulátum (1-2), biogranulátum (2-4) és a közepes méretû tojáshéj 30-40 nap alatt érte el a nulla értéket. Az oltatlan foramniniféra-homok a nullát 50 nap elteltével érte el (50. ábra). A többi szûrõanyag (baktérium-homok, lavalit, Degussa-szén, horzsakõ, finomra tört tojáshéj és

schott-gyûrûk) az oxigénfogyasztást 60 nap elteltével tudta nullára csökkenteni. A legjobb lebontási teljesítménnyel ezek alapján a schott-golyók, a biogranulátum, a foraminiféra-homok valamint a durvára tört tojáshéj rendelkezik. Az itt tesztelt Degussa-szén vizsgálati idõre vonatkoztatott lebontási teljesítménye volt a leggyengébb (50. és 51. ábra). A szûrõanyagfüggõ lebontási hányad Az eltérõ lebontási teljesítményt részben a lebontás szempontjából aktív felületek anyagspecifikus méretkülönbségével lehet magyarázni. Másfelõl fontos az az idõ is amire a baktériumoknak a szûrõanyagon való megtelepedésre szükségük van. Így a biogranulátum és a foraminiférahomok már a kísérlet elején jó lebontási paraméterrel rendelkezik. Ez elég volt ahhoz, hogy az oxigéndeficitet a kísérlet idõtartama alatt nullára csökkentsék. Ezzel szemben a vizsgált szénnek 30 napra volt ahhoz szüksége, hogy a lebontás beinduljon. Így persze a hátralévõ idõ már nem volt elég ahhoz, hogy a kísérlet során az oxigéndeficit nullára csökkenjék (51. és 52. ábra). Ha hozzászámítjuk a kb. 28 napos beállási idõt, akkor a lebontó baktériumoknak kb. 56 napra van ahhoz szükségük, hogy a szénen megtelepedjenek. Ez után az idõ után kezdõdik meg az oxigénfogyasztás csökkentése. 50. ábra: A mesterségesen keltett oxigénfogyasztás csökkentése különféle szûrõanyagokkal. A kísérlet elején mért oxigénfogyasztást 100%-nak tekintettük. 1. %-os oxigénfogyasztás 2. foraminifére-homok (beoltatlan) 3. foram.-homok, schott-golyók, tojáshéj (durva + közepes), biogranulátum (1-2), biogranulátum (2-4) 4. kísérlet idõtartama (napokban)

51. ábra: A mesterségesen keltett oxigénfogyasztás csökkentése különféle szûrõanyagokkal. A kísérlet elején mért oxigénfogyasztást 100%-nak tekintettük. 1. %-os oxigénfogyasztás 2. szén 3. tojáshéj (finom), lavalit, horzsakõ, schott-gyûrûk baktérium-homok 4. kísérlet idõtartama (napokban)

A szemcsemérettõl függõ lebontási hányad A szûrõanyag függõ lebontási hányadon kívül a lebontási teljesítményt a szemcseméret függvényében is megvizsgáltuk. Ha a három tesztelt tojáshéj eredményét összehasonlítjuk, akkor a lebontási teljesítmény szemcsemérettõl való függése egyértelmûvé válik. A durvára tört tojáshéj a finomra törtnél jobb eredményt ért el. Ezzel szemben a két biogranulátum összehasonlításánál nem tapasztaltunk egyértelmû különbséget. 52. ábra: A szemcsemérettõl függõ lebontási teljesítmény ábrázolása a biogranulátum és a tojáshéj esetében (az oxigénfogyasztás csökkenésén mérve). A mesterségesen elõállított oxigénfogyasztást a kísérlet elején 100%-nak tekintettük. 1. %-os oxigénfogyasztás 2. tojáshéj (durva) 3, közepes 4. finom 5. biogranulátum

A szûrõanyag szemcseméretének megváltoztatása azonos térfogat mellett a bioszûrõ lebontási teljesítményét befolyásolja. A következõ esettanulmányban ennek hatását vizsgáljuk meg. A) A szemcseméret növelése

B) A szemcseméret csökkentése

- az aktív felület csökken - az idõegységre jutó átfolyási - teljesítmény nõ - az aktív felület nõ - az idõegységre jutó átfolyási - teljesítmény csökken

Amint azt az elõzõekben már említettük, az aktív felület növelésével a bioszûrõ lebontási teljesítménye adott határok között növelhetõ. Ha azonban az idõegységre jutó átfolyás a szemcseméret csökkenése miatt túl kicsi és ezért kevés lebontandó anyag jut a szûrõbe, akkor ezzel végül is a lebontási teljesítmény csökkenését idézzük elõ. Az alábbi határesetek lehetségesek: I.

Maximális felület, minimális átáramlás/idõegység

II.

Maximális aktív felület, közepes átáramlás/idõegység

III.

Minimális felület, maximális átáramlás/idõegység

Mire következtethetünk mindebbõl?

I.

Maximális felület, minimális átáramlás/idõegység - csekély mértékû lebontás

II.

Maximális aktív felület, közepes átáramlás/idõegység - jó lebontás

III.

Minimális felület, maximális átáramlás/idõegység - csekély mértékû lebontás

53. ábra: Az átfolyási hányad/idõegység függése a szûrõanyag aktív felületétõl 1. felület 2. átfolyási hányad/idõegység

54. ábra: A lebontás függ az átfolyási hányadtól és az aktív szûrõfelülettõl 1. lebontás 2. átfolyási hányad/idõegység

Milyen hatása van a biológiai szûrõanyagok úgynevezett beoltásának? Amint ezt már a bevezetésben említettük a vizsgált szûrõanyagokat a teszt elõtt kb. négy hétig egy beállt akvárium szûrõkörébe helyeztük, ezzel mintegy “beoltottuk” õket. Egy beoltott és beoltatlan szûrõanyag összevetése hivatott bizonyítani, hogy a négyhetes beállási idõ elegendõ. A beoltott baktériumflórás foraminiféra-homok és a teljesen egyenértékû de beoltatlan anyag összevetése kimutatta, hogy a beoltatlan anyagnak kb. 20 napra volt arra szüksége, hogy a lebontást megkezdhesse. Ebbõl kifolyólag 20 nappal több lebontási idõre volt szüksége (55. ábra).

55. ábra: Beoltott és beoltatlan anyagok lebontási teljesítményének összehasonlítása. 1. %-os oxigénfogyasztás 2. foraminiféra homok (beoltott) 3. foraminiféra homok (beoltatlan) 4. kísérleti idõtartam (napokban)

A rendelkezésre álló eredmények alapján megállapíthatjuk, hogy a beoltás hatására a lebontási folyamat hamarabb indul be, mint a beoltatlan szûrõanyag esetében.

6.3 A jó koszt a halak esetében is lényeges szempont A szaporodás energiaigényes. Hihetetlenül erõs hatást gyakorol az állat komplex viselkedésére és természetesen a habitusát is befolyásolja. Gondoljunk csak a szexuális szelekció hatására az állatvilágban: a legszebb madárének, a legpompásabb tollruha, a leghihetetlenebb udvarlási rituálék vagy a leghatásosabb fegyverek végül is ezáltal keletkeztek. De ha egy állat nincs ereje teljében, nem birtokolja maximális frissességét, akkor egy rivális bármikor felválthatja, és a lehetõ leghatékonyabb szaporodási esélyei annál jobban lecsökkennek, minél gyengébb õ, vagy “jobb” a konkurencia. Persze a gyengébb is megpróbálhat blöffölni, amikor is a lehetõségeit túllépõ viselkedést ölt magára, de ilyenkor megnõ annak az esélye, hogy valamelyik ellenségének áldozatul esik. Nem kérdés tehát, hogy egy jól táplált, erõtõl dagadó harcos, énekes, színész a bicegõvel szemben, legalább is hosszútávon, az elõnyt maga mellett tudhatja! Ez természetesen a halak esetében is igaz. Speciálisan a korallzátony halai esetében várhatunk a szaporodási stratégiák esetében maximális teljesítményt, hiszen õk azok, akik meglepõen, szinte megrázóan szép nászruhát tudnak ölteni, spontán szín- vagy testalkatváltozásra képesek. Az viszont csak természetes, hogy ehhez hatalmas energiára van szükség. Ehhez társul még az is, hogy a nagyobbrészt pelagikusan (szabad vízben) ikrázó korallhal fajták (THRESHER 1984 alapján több mint 60%), úgynevezett “folyamatos ikrázók”, ami azt jelenti, hogy vagy naponta, vagy pedig bizonyos periódusok alatt különösen gyakran ikráznak (holdfázis szerint ikrázók). A kevés ivadékgondozó faj is (amelyek ivadékgondozása csak az ikrák védelmére korlátozódik) szinte szünettelen sorozatban szaporodik. Kettõs energiaráfordítással

kell tehát “üzemeljenek”, egyszer azért, hogy kellõen “el tudják magukat adni”, másfelõl pedig hogy mérhetetlen mennyiségi ivarterméket tudjanak leadni, hiszen a korallhalak adott esetben több ezer ikrát adnak le egy-egy ikrázás során! Ez a tengeri akvarista számára, aki a halait a faj természetes körülményeinek megfelelõen, azaz lehetõleg korallzátony akváriumban tartja (vagy kellene hogy tartsa!), azt jelenti, hogy a halait jól kell etesse. Kétségtelen, hogy kell némi érzék ahhoz, hogy ezeket az egymással nehezen összeegyeztethetõ paramétereket, mint vízminõség, korallnövekedés, halak mennyisége és etetése, kézben lehessen tartani. A faj igényeinek tényleg megfelelõ tartási feltételekrõl csak akkor beszélhetünk, ha az összes feltételt biztosítottuk, minden védencünk igényét egyformán kielégítettük, és a halak is csak ekkor képesek teljes viselkedési repertoárjuk bemutatására! De alapjában véve mi akvaristák mind azt a célt követjük, hogy egy kis “érintetlen világot” egy erõtõl duzzadó korallzátony darabka alakjában nap mint nap megfigyelhessünk. Normális aktivitású, azaz párzó halak nélkül ez csak félig sikerülhet. Ami e nélkül marad, az egy szép, de “lelketlen” mûalkotás, aminek csak nagyon kevés köze van a természethez. Voltaképpen mindenki nagyon zavarónak kellene hogy érzékelje, ha a halak sztereotip módon ide-oda úszkálnak vagy netán civódnak, egymás szünet nélkül kergetik avagy egymás elõl elbújnak. Ennek ugyanis a természetes viselkedésükhöz semmi köze sincs! A nyílt vízi megfigyelések jól alátámasztják mindezt. A harci motiváció rendszerint csak utaló mozdulatokban mutatkozik meg, rendszerint alig felismerhetõ imponáló pózokról van szó, mint pl. az úszókkal való rövid idejû legyezés, fejhajtás vagy emelés, de mindez bõven elég ahhoz, hogy az érintett azonnal kitérjen. A minimális viselkedési eltérésre való ilyenfajta reakció életfontosságú, hiszen a verekedõ halak figyelmetlenek és mindenek elõtt feltûnõek! A szabad vizekben azonban mindenütt ott ólálkodnak az ellenségek, akik egy hosszabb harcot azonnal a saját javukra használnának ki!

Az ilyen problémákra általánosan javasolt és a modern irodalomban is fellelhetõ megoldás, azaz az úgynevezett “agresszív” fajok egyenkénti tartása minden szempontból hibás. Ezáltal a természetes viselkedés ki sem tud alakulni. A benne rejlõ ellentmondásról nem is beszélve, hiszen az úgynevezett korallhalak legnagyobb része egy életre szóló párkapcsolatot szokott létrehozni! Sajnos az úgynevezett “szép” korallzátony akváriumokban ritkán veszik a halak igényeit is figyelembe. A gondozó (vagy inkább üzemeltetõ) minden ténykedését a vízminõségrõl való gondoskodás köti le, annak ellenére, hogy a tengeri akvaristák többsége a korallzátonyt mint életteret búvárkodásaiból vagy strandolásaiból kiválóan ismeri, de szemmel láthatólag csak mint a korallok helyét, a víz mozgását vagy mint a fényviszonyok mért értékeit képes megjegyezni. Pedig a korallzátony halai is ide tartoznak, színesen ide-oda úszkálva, életet adva a jelenetnek. A hal azonban sokkal de sokkal többre képes! A páros korallhal tartás problémáját néhány képes példa alapján szeretnénk megvitatni:

56. ábra: Palettás reszelõhal, Qxymonacanthus longirostris. Parádés példa az életre szóló, intenzív partnerkapcsolatra. Ezek a reszelõhalak személyesen ismerik egymást, a partnereket tehát nem lehet tetszõlegesen kicserélni. BARLOW (1983) és THALER (1997) ezt a viselkedés nyílt vízben és kísérleti körülmények között akváriumban is vizsgálta. A reszelõhalak nemcsak a partneri hûségük, de az akropora korallok polipjaira való specializálódásuk miatt is nehezen tartható halak.

57. és 58. ábra: Hasonló vonatkozik számos gébfajtára is. Nyíltvízben az aranyfejû géb, Valenciennea strigata, intenzív vizsgálatát végezték el. (57) Ha a halak egyikét eltávolítjuk a revirbõl, akkor a partner néhány nap múlva elpusztul. (Reavis 1995). Hasonló igaz az aprócska, agresszív Okinawa-korallgéb, Gobiodon okinawae, esetében is (58).

59. ábra: A Torpedó- és Kardgébek (a képen: Dekorkardgéb, Nemateleotris decora) is állandó párokat alkotnak, egyenként vagy csoportosan tehát nem tarthatók. Azonban kb. 2 év elteltével kötelezõ nemváltás lép fel. Az összes nõstény hímmé alakul át és a (már régebben hímmé alakult) korábbi partnerük kegyetlenül elkergeti õket. Amint az akváriumban harcokat észlelünk a halak egyikét egy jóval kisebb példányra kell cserélni, akkor a béke újabb 2-3 évig eltarthat.

60. ábra: A Sárga Partnergéb, Cryptocentrus cinctus szezonálisan ugyan hû a partneréhez, de nem szigorúan monogám. Ami azt jelenti, hogy a partnerek kicserélhetõk.

61. ábra: Részben hûek partnereikhez az e szempontból vizsgált tengeri tûk, a képen a parányi kékcsíkos tengeri tû, Doryrhamphus excisus, látható. Az azonos nemû tengeri tûk keményen küzdenek egymással, az akváriumban akár meg is képesek egymást ölni. A párok nagyon szoros kapcsolatot tartanak egymással. Ha valamelyik elpusztul, úgy egyes fajoknál minden további nélkül, másoknál (mint pl. a zebra tengeri tû) alig helyettesíthetõ.

62. ábra: Példa ivadékgondozó korallhalakra: az Aranyfejû Kútépítõ, Opistognathus aurifrons, a petecsomagjával. Az ikrákat szájköltõ módjára a hím õrzi a 9. napi kikelésig. Mivel a halak laza kolóniában élnek a stabil “kútjukban”, már csupán a lakások közelsége miatt is tartós partneri kapcsolatok alakulhatnak. Nyíltvízi megfigyelések hiányoznak, a párok az akváriumban inkább távolságot tartanak. (THALER 1993)

63. és 64. ábra: A doktorhalakat nyíltvízben sose találjuk egymagukban, a kifejlett halak többnyire párosával vagy csoportosan mozognak. Ezek egyenkénti tartása egyáltalán nem felel meg az igényeiknek! Az agresszivitásuk az éhségükkel pozitívan korrelál. Ha elég és kellõen változatos élelemhez jutnak, akkor a társas tartásuk is sikerül. Ez a Zebrasoma scopas pár az akváriumban többször is leikrázott (THALER 1997) és egy Z. desjardinii és két Paracanthurus hepatus sem okoz problémákat!

65. ábra: Hasonló a helyzet a Zebrasoma flavescens-el is.

66. ábra: A tisztító ajakos halak, Labriodes dimidiatus, a folyamatosan ikrázók közé tartoznak. Ez a pár (épp nászjátékuk látható) 1990 óta naponta 16 és 19 óra között ikrázik. A nyílt vízben is úgy tûnik, hogy bizonyos, egymást elõnyben részesítõ partnereket között összetartás van, még akkor is, ha a párral mintegy hárem gyanánt több kisebb hal él együtt. Az akváriumban a tisztítóhalak párosan sokkal probléma mentesebben tarthatók mint egyesével. Az egyedül tartott tisztítóhallal megeshet hogy akár csak unalmában is csipkedi vagy akár károsítja is az alacsonyrendû állatokat!

67. ábra: Ugyanez igaz a törpe császárhalakra is. A képen egy Centropyge bispionsus látható. Ennél a halcsaládnál az agresszivitás és a korallok károsítása is a táplálásukkal függ össze. Minden éhes császárhal kényszerûségbõl csipked, mivel a proteinhiányát igyekszik kiegyenlíteni, eközben pedig a táplálékkonkurenciát is távol akarja tartani.

6.4 Azok a kellemetlen algák Alga minden egészséges akváriumban található. Ez is természetes alkotója az akvárium élõvilágának. Bizonyos algákkal gyakran csak akkor adódik probléma, ha más növényekkel vagy korallokkal szemben uralkodóvá válnak. A “normális” algamennyiséget a leginkább a természetes mintaképekkel való összehasonlításból lehet felismerni. Az akvarista számára elsõsorban a kékalgák számítanak kellemetlennek. Ezeket a mikrobiológusok Cyanobaktériumoknak vagy Cyanofténeknek nevezik. A homokon vagy a dekoráción látszólag egy éjszaka alatt keletkezõ piros vagy kékeszöld bevonata a lelkiismeretes akvaristában a saját magába vetett hitet rendíti meg: hiszen mindent jól csinált, jó vízkezelõ berendezést szerelt fel minden hozzá tartozóval, kevés halat tart és azok is szinte mind csak algaevõk. De ezek a nyálkás algákhoz hozzá se nyúlnak, a kevés kezdõ halállomány, sok fény stb. alkalmazása sem hoz eredményt. A Cyanobaktériumok úgynevezett kozmopoliták és bárhonnan behurcolhatók. Szinte minden vízben fejlõdnek, ha sikerült hozzászokniuk a jóban éppúgy mint a rosszban. De mivel gyors a növekedésük, ezért sok helyre van szükségük és erre gyakran épp a sok szabad hellyel és kevés hallal illetve konkurenciával rendelkezõ akváriumokban lelnek! Ezen kívül is egy sor olyan alga létezik, amelyik kellemetlenkedhet. Pl.: a szakáll- vagy ecsetalgák, fonalalgák, kovaalgák zöld lebegõalgák stb. Számos könyv ad ötletet az ilyen algaproblémák keletkezésével és leküzdésével kapcsolatban. Okként rendszerint túletetésbõl vagy egyéb karbantartási hibákból eredõ vízminõség romlást szoktak megadni. Itt a következõ szabály érvényes: ha nitrát vagy foszfát kimutatható, nem csodálkozhatunk, ha algaproblémáink adódnak.

Egy akvárium “algaképe” felvilágosítást nyújt a betelepítés kiegyenlítettsége, a víztisztítási technika hatékonysága és az ember általi karbantartás ill. gondozás kölcsönös egymásra hatásáról. Könyvünk 2. fejezete számos a víztisztítás technikájával kapcsolatos információt tartalmaz. A 3. fejezet a technika, a betelepített állatok mennyisége és a gondozási tevékenység közti összefüggésre világít rá. Ha pl. úgy gondoljuk, hogy mindezen eszközöket ésszerûen használjuk, az akváriumunkat megfelelõen gondozzuk és ennek ellenére kellemetlen algafejlõdést tapasztalunk, akkor pl. az akváriumba telepített élõlények mennyisége nincs ökológiai egyensúlyban. Az algák szempontjából itt két irányelvet kell figyelembe venni: 1. Minden behelyezett állat és annak gondozása bizonyos mértékû algatápanyag (nitrát és foszfát) keletkezését eredményezi. Ennek elkerülésére a víztisztító berendezésnek 100%-os hatékonysággal kellene mûködnie. Ez természetesen lehetetlen. Ezért minden akváriumban lehetõleg minél magasabb szintû fotószintetizációs aktivitásra (növényi növekedésre) van szükség hogy a keletkezõ tápanyagok megkötõdjenek. A növények ezen tápanyagokat mindaddig magukban tárolják amíg az akvárium lakói õket le nem “legelik” vagy a gondozó le nem aratja. Ha nincs az akváriumban elég dísznövény vagy korall vagy ha az ott lévõk túl lassú növésûek, akkor más növények, azaz a kellemetlen algák próbálják a szabad helyet elfoglalni és a tápanyagot feldolgozni. Természetesen ezen problémák egy részét egy vízcsere vagy a kémiai szerek is képesek csökkenteni, de ez a megoldás hosszútávon senkit sem fog kielégíteni. Emellett meg gyakran káros mellékhatásaik is vannak. Épp az akvarista próbálja meg az akváriumi biotópot kémiai szerek, vagy állandó vízcsere nélkül fenntartani. A mûszaki lehetõségeken kívül (2. fejezet) a tengervízben segítségünkre siethetnek a szándékosan betelepített magasabbrendû algák vagy a nagyobb növekedési erélyû korallok. Ezen

növekedés gyorsítása (pl. kalciumrekatorral) azonban feltételezi, hogy a kellemetlen algák mennyisége nem túl nagy és az akvárium vize nincs túlzottan megterhelve (nitrát, foszfát). Különben épp az ellenkezõje történhet, és a nem kívánt algák kezdenek erõteljes növekedésbe. Az édesvízi akváriumoknál nagy mennyiségû növény tápanyag konkurensként való alkalmazásával szép eredményeket lehet elérni (Holland akvárium). Ha erre nincs mód, mert mondjuk a növényevõ halak ezt lehetetlenné teszik, akkor pl. hidrokultúrás növényekkel teremthetünk egyensúlyt (lásd 2.6 fejezet). Itt a vaspreparátumokkal és szénsavval való trágyázás hasznosan alkalmazható. De itt is megeshet, hogy a nemkívánatos algák gyorsabban növekedésbe indulnak, mintsem hogy a nagyobb tápanyagmennyiséget fogyasztó, életerõs dísznövények kiszorítják õket. 2. Minden vízi biotópban vannak algák, egyszerûen oda valók. De minden növénynek van olyan ellensége, amely vele táplálkozik, az algáknak is. Ha ez hiányzik, akkor az úgynevezett “tiszta” akváriumban is algatöbblet keletkezhet. Az ilyen ellenségek képesek arra, hogy még a tápanyag túlterhelésbõl eredõ alganövekedést is kordában tartsák. Az erõsen szennyezett parti vizekben pl. a tengeri sün, mint a fonalas algák ellensége, képes az algák túlzott elterjedését megakadályozni. Az algák alkalmas állati ellenségét megtalálni voltaképpen nem is nehéz. Ha az akváriumunkban az állatok és növények természetes egyensúlyára törekszünk, úgy a kiválasztásnál ne csak megjelenésbeli szempontokat vegyünk figyelembe. Számos külsõleg jelentéktelennek tûnõ hal képes arra, hogy az akvárium algamennyiségét csökkentse, jobban mint azt az emberi gondozó. Gondoljuk csak meg, hogy a halak számára az alga újra növõ táplálék, amirõl már nem nekünk kell gondoskodnunk. Azonban számos algaevõ táplálékspecialista, és nem lehet belõlük túl sok az akváriumban.

Könnyen éhen pusztulnak ugyanis, ha az akváriumban már nem fejlõdik elég alga. Az akvarista mindkét irányelvet tartsa be. Az algaprobléma természetes szabályozására az alábbiakban néhány példát mutatunk be, elõször az édesvízi akvárium számára:

68. ábra: Az almacsiga, Ampullaria scalaria, méreténél fogva is kiváló “algatûzoltó”. A szakállas és fonalas algákat is fogyasztja.

69. ábra: A sziámi ormányosmárna, Crossocheilus siamensis egy nem túl feltûnõ, de szorgalmas algaevõ, a fonalas algákat se kíméli.

70. ábra: A radargarnéla, Atyopsis moluccensis, rövid növendékalgákkal táplálkozik.

71. ábra: A feketesávos vértesharcsa, Panaque nigrolineatus, nem annyira fénykerülõ mint a többi harcsa. Szintén növendék algákat fogyaszt, az akváriumi növényeket kíméli.

72. ábra: Egy sávos törpe páncélosharcsa, Peckoltia pulchra, elsõsorban algákból él (szakállas algák, fonalas algák)

73. ábra: Az antennás vértesharcsa, Ancistrus dolichopterus, mindenevõ, a levelek algabevonatát is szívesen fogyasztja.

74. ábra: Ez a kéklábú Dadanus csodálatos fonálalga fogyasztó.

75. ábra: A nyálkáshal, Salaris fasciatus, 15 cm-esre is megnõ és kiválóan tud a köveken fejlõdõ algabevonatból megélni, bár a fonalas algákat sem kíméli.

76. ábra: A barnasávos géb, Amblygobius phalaena, algát és detrituszt is eszik, de ez a hal valami különleges. A kék algák (Cyanofágok) ritka ellenszere. Egy pár képes arra, hogy egy 300-400 literes akváriumot teljesen kék- és fonalasalga mentesen tartson.

77. ábra: A turbo algacsiga, Turbo fluctuosus, ugyan nem feltûnõ, de megbízható segítõtárs a kellemetlen algák “természetes” betakarításában.

78. ábra: A táncos garnéla, Rhynchocinetes uritai, dögevõ, de a fonalas algákat se kíméli.

79. ábra: A változékony tengeri sün, Lytechinus variegatus, vegyes koszton él, a fonalas és barna algákon kívül Caulerpát és dögöt is eszik.

Irodalomjegyzék Baumeister, W. (1990): Meeresaquaristik, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart DEV (1989): Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammbehandlung, VCH, Weinheim Eibl-Eibelsfeldt, I. (1972): Im Reich der tausend Atolle, DTV, München Eibl-Eibelsfeldt, I. (1985): Die Malediven, Piper Verlag, München Fossa, S.A.; Nilsen, A.J. (1992): Korallenriff-Aquarium, 1.kötet, Birgit Schmettkamp Verlag, Bornheim Gessner, F. (1959): Hydrobotanik (III.kötet), VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin Greger, B. (1984): Guter Pflanzenwuchs..., DATZ: 37, 182-184 Greger, B. (1983): Kleine Sprünge - große Wirkung..., DATZ: 36, 356. o.-tól és 395. o.-tól Hass, H. (1961): Wasser und Wasseruntersuchung, 5. kiadás, Salle und Sauerlãnder, Frankfurt a.M. Krause, H.J. (1983): Kohlensãureverfahren..., Aquarien-Magazin, 180. o.-tól Krause, H.J. (1983): Warum düngen wir mit Kohlensãure?, Aquarien-Magazin, 614. o.-tól Paffrath, K. (1979): Kohlensãure im Aquarium, DATZ: 32, 107. o.-tól Schlegel, H. (1989): Allgemeine Mikrobiologie, Thieme-Verlag, Stuttgart Schumacher, H. (1982): Korallenriffe, 2. kiadás, BLV, München Schwoerbel, J. (1993): Einführung in die Limnologie, 7.A., G. Fischer Verlag, Stuttgart Smith (1974): Handbook of Marine Science, Ohio Spotte, S. (1979): Seawater Aquariums, John Willey & Sons, New York Tardent, P. (1979): Meeresbiologie, Thieme-Verlag, Stuttgart Weinandt, R. (1992): Redoxpotential und biologische Filterung, Das Aquarium: 277, 28 Wilkens, P. (1973): Niedere Tiere im Tropischen Seewasser-Aquarium, 1. kötet, Engelbert Pfreim Verlag, Wuppertal BARLOW, G.W. (1986): Spawing, eggs and larvae of the longnose filefish Oxymonacanthus longirostris, a monogamous coralivore.-Envorinmental Biol. Fish, 20, 3, 183-194. Fossa, S.A. & A.J.NILSEN (1993); KorallenrifF-Aquarium, Bd. 3, Fische,-Birgit Schrnettkamp-Vlg., Bornheim. REAVIS, H,R. (1995): The evolution of monogamy in a coral reef fish with abundant resources.THALER, E. (1994); Der Brunnenbauer mit den Bernsteinaugen,- DATZ 47, 11 (1995); Fische beobachten.- Ulmer, Stuttgart (1997a): Schau mir in die Augen, Kleines! BIUZ 1, 53, (1997b): Fisch-Polemik. - DATZ 5, (1997c): Kein Fisch fiir’s Ri8’-Aquarium (?): der Palettenfeilenfisch, Oxymonacanthus longirostris. DATZ THRESHER, R.E. (1984): Repraduction in Reef Fishes. TPH Publ. Inc., New Jersey, USA