Денитрификация и удаление нитрата в аквариумах
Нитрификация производит нитрат; денитрификация и другие пути экспорта его удаляют. Анаэробная денитрификация, поглощение растениями и макроводорослями, углеродное дозирование, подмены.
Нитрификация — знакомая часть аквариумного азотного цикла — превращает токсичный аммиак в нитрит, а затем в гораздо менее токсичный нитрат. Но нитрат всё равно накапливается, и завершение цикла означает его экспорт. Денитрификация — биологический путь, а несколько других методов помогают держать нитрат под контролем.
Что такое денитрификация
Денитрификация — это микробный процесс, в котором нитрат (NO3-) шаг за шагом восстанавливается до газообразного азота (N2), проходя через нитрит, оксид азота и закись азота. Её осуществляют факультативно анаэробные бактерии как форму дыхания, и она идёт только в аноксических условиях, где свободный кислород истощён (денитрификаторам нужен очень низкий кислород). Бактериям также нужен источник органического углерода как донор электронов. Результат завершает азотный цикл, возвращая связанный азот в атмосферу в виде газа N2.
Где денитрификация происходит в аквариуме
Аквариумная денитрификация происходит в низкокислородных внутренностях системы. В рифовых аквариумах анаэробные бактерии живут глубоко внутри живых камней и в глубоких песчаных слоях; песчаный слой глубже примерно двух дюймов даёт бедную кислородом зону, нужную бактериям, а слишком тонкий слой даёт неполную денитрификацию и оставляет нитрат высоким. Специальные денитраторы и биопеллет/нитрат-реакторы намеренно создают ту же аноксическую, питаемую углеродом среду.
Другие пути экспорта нитрата
- Поглощение растениями и макроводорослями: водные растения и макроводоросли рефугиума усваивают азот напрямую; макроводоросли связывают нитрат (а в идеале берут аммиак ещё до того, как он станет нитратом)
- Углеродное дозирование (морское): дозирование водки, уксуса или биопеллет питает бактерии, потребляющие нитрат, часто в паре с флотатором
- Подмены воды: простейший и самый надёжный экспорт, физически разбавляющий нитрат
- Нитрат-адсорбирующие наполнители в фильтре
Акцент в пресной воде против морской
Пресноводные травники сильно опираются на поглощение растениями для экспорта азота, при поддержке подмен воды. Рифовые аквариумы сочетают анаэробную денитрификацию в камнях и песке с рефугиумом из макроводорослей, флотацией и, где нужно, углеродным дозированием. Инструменты различаются, но цель одна: не давать нитрату накапливаться.