Рыбы, как и люди, как и растения, нуждаются в реализации процесса дыхания, хотя и живут, казалось бы, под водой! Действительно, человеку порой удивительно осознавать, что подводные обитатели тоже дышат, хотя и делают это по-другому…
Принято считать, что в воде на 95% меньше кислорода, чем в воздухе. Кроме того, плотность воды в 800 раз больше, а вязкость - примерно в 55 раз больше, чем плотность и вязкость воздушной среды. Именно поэтому рыбе приходится затрачивать намного больше энергии для дыхания, чем человеку, ведь необходимо регулярно «прокачивать» довольно большие объёмы воды через жаберный аппарат, чтобы насытить кровь кислородом.
С другой стороны, жабры рыбы на то и жабры(!), что приспособлены к таким условиям, и своей площадью поверхности могут «вдохнуть» до 80% кислорода, проходящего через них в момент времени. Этот показатель для легких человека составляет всего лишь 25% на один цикл «вдох-выдох».
Однако, у людей, как мы писали выше, все же есть существенное преимущество перед рыбами – атмосфера содержит приблизительно 21% кислорода, что полностью перекрывает любые потребности человеческого организма, в то время как в воде уровень кислорода сам по себе довольно низок, а также непостоянен в следствии многих факторов: атмосферное давление, температура, глубина, богатство подводной флоры и т. д.
Из курса школьной химии каждому аквариумисту известно, что вода состоит из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода, однако этот кислород – не тот, которым дышат рыбы в природе и в аквариуме. А дышат они тем же самым атмосферным кислородом, что и люди, только при этом растворенным в воде.
Таким образом, чтобы получить достаточную концентрацию кислорода в воде, необходимо, чтобы он попал туда при контакте воды с атмосферой .
В природе это происходит посредством соприкосновения воздушной среды и площади поверхности водоёма. Ветра, вызывающие поверхностное течение, и волны, перемешивающие слои воды, также усиливают данный эффект.
Исходя из всего вышеизложенного, можно заключить, что площадь поверхности водоёма является основным фактором, влияющим на оксигенацию воды в нём.
А что же с аквариумом, где площадь поверхности воды настолько мала, что не позволит обитателям дышать «полной грудью» («полными жабрами»)?
Сообщество аквариумистов ещё на заре становления аквариумистики столкнулось с этой проблемой и предложило несколько основных решений, используемых в той или иной степени до сих пор:
1. «Специальные» рыбы
Специальные рыбы – лабиринтовые могут дышать атмосферным кислородом, не растворенным воде, а «напрямую», почти как люди. К таким относятся в основном следующие виды: петушки (Betta), гуппи (Poecilia reticulata), а также представители семейства гурамиевые, например, гурами (Trichogaster) и лялиусы (Colisa lalia), - их обычно и можно встретить в домашних аквариумах.
Особенную популярность в России имеют петушки и гуппи, которые часто становятся первыми рыбами и, к сожалению, во многих случаях первыми жертвами печальных экспериментов юных аквариумистов.
В то же время нельзя не отметить успешность такого подхода, опирающегося не на устранение основной проблемы - нехватки кислорода в аквариуме, - а на обходной путь. Действительно, петушки и гуппи очень часто содержатся в маленьких объёмах без доступа кислорода, однако чувствуют себя прекрасно и даже размножаются.
Не стоит забывать, что аквариум для «специальных рыб» не должен закрываться крышкой плотно, а декорации и растения не должны блокировать доступ рыб к поверхности.
2. Оксидатор
Оксидатор – самый малоизвестный способ насыщения воды кислородом. И хотя многие никогда не слышали такого слова, однако, возможно, со школы помнят о разложении перекиси водорода (H2O2) на воду (H2O) и кислород (O2). Собственно говоря, эта реакция с выделением молекулы кислорода и лежит в основе принципа работы оксидатора.
H2O2 = 2H2O + O2
Разложение перекиси идёт в присутствии катализатора – химического вещества, ускоряющего реакцию, однако не участвующего в ней. В современных оксидаторах катализатором выступает специальный керамический элемент, который в сочетании с колбой – вместилищем для перекиси - образуют эффективный тандем в наших аквариумах.
Стеклянную колбочку оксидатора наполняют перекисью и ставят в аквариум. Это единственная операция, которую должен выполнить пользователь. Остальную работу сделает химия! Наблюдать за процессом выделения кислорода можно посредством пузырьков, поднимающихся к поверхности.
Стоит отметить, что данный способ функционирует без помпы и полностью автономен (не зависит от электричества). Такое преимущество является важным для перевозки рыбы на большие расстояния без доступа к компрессору. Кроме того, в числе преимуществ оксидатора отдельно стоит упомянуть абсолютную бесшумность .
3. Растения в аквариуме
Растения в аквариуме – естественный источник кислорода.
В основе данного метода лежит один из основных природных механизмов, благодаря которому возможно существование жизни на Земле, - фотосинтез . Фотосинтез – это процесс образования глюкозы в листьях растений с выделением кислорода в качестве «побочного продукта реакции». Глюкоза используется растениями как источник энергии, а «побочный» кислород выделяется в атмосферу. Описанная реакция протекает при воздействии солнечного света. Приведём химическую формулу фотосинтеза, чтобы лучше понимать, как он работает:
6СО2 + 6Н2О + свет = С6Н12О6 + 6О2
Цифра «6» перед формулами веществ в уравнении реакции означает количество «моль вещества». Однако для аквариумных целей нам не так важно, что и в каком количестве должно участвовать в реакции.
В простом виде формула выглядит так:
Углекислый газ (CO2) + Вода (H2O) + свет = Глюкоза (C6H12O6) + Кислород (O2)
Из уравнения видно, что для обеспечения аквариума кислородом таким способом необходимы следующие составляющие:
—хороший свет;
— большое количество растений;
— углекислый газ;
— вода.
Грубо говоря, описанная система оксигенации присутствует в любом аквариуме-«травнике» с большим количеством растений, сильным светом, принудительной подачей углекислого газа и удобрений.
Более детально останавливаться на данном способе мы не будем, так как он довольно сложен, требует специальных знаний, дорог в обслуживании и не всегда позволяет достичь результата быстро. Например, на этапе запуска такого аквариума искусственная подача кислорода все-таки необходима, пока растения не приживутся.
4. Пузырьковый метод
Это, пожалуй, самый распространенный метод аэрации. Обычно он реализуется двумя стандартными способами: через внутренний фильтр и через компрессор с распылителем.
Пузырьки воздуха, принудительно продуваемые через воду, во-первых, отдают содержащийся в них кислород, а, во-вторых, во время схлопывания на поверхности воды, обеспечивают её волнение, что также способствует процессу газообмена.
Существенный недостаток метода – обилие пузырьков воздуха в толще воды, придающих аквариуму мутный вид. Также многие отмечают шум от схлопывания пузырьков, который может быть довольно громким и раздражающим в ночное время.
5. Поверхностное течение.
Поверхностное течение – странный способ, который, однако, работает!
Аэрация поверхностным течением в аквариуме
Суть данного метода сводится к тому, чтобы поместить трубку выброса фильтра под поверхностью воды, создав таким образом довольно сильную рябь. Эта рябь обеспечит эффективный газообмен между водной и воздушной средами, тем самым насытив воду кислородом.
Вариантов практической реализации метода довольно много, так как существует огромное количество конфигураций трубок фильтра. Кроме того, производители часто выпускают к своим фильтрам дополнительные приспособления, например, «флейты», «дождики», разделители потока, направляющие потока и т. д.
На наш взгляд, на сегодняшний день данный способ аэрации не пользуется популярностью в среде аквариумистов, хотя в его эффективности достаточно просто убедиться при наличии фильтра и соответствующих трубок.
Метод существенно более тихий, чем пузырьки, и не создаёт ощущения мутной воды.
Заключение
Итак, в данной статье мы выделили 5 основных методов решения проблемы аэрации аквариума. Возможно, какие-то способы были нами упущены, однако данную проблему можно легко решить! Напишите в комментариях, как Вы аэрируете Ваших питомцев!
Спасибо за внимание! Мы надеемся, что статья была полезной и интересной.
Заходите в наш паблик Вконтакте! - NATURALIST | Природа и творчество