Книги по аквариумистике

Разложение нитратов анаэробными бактериями

Цикл азота охватывает трофическое разложение органических веществ и процессы нитрификациии и денитрификации

Как следует из рисунка на стр. 55, нитраты, относящиеся к круговороту азота, вовсе не являются конечной стадией разложения вещества. Наряду с использованием растениями, нитраты используются в качестве поставщика кислорода для так называемых анаэробных реакций, которые происходят при отсутствии кислорода или при крайне незначительном его содержании. Существуют бактерии, которые в зависимости от содержания в среде кислорода могут нитрифицировать или соответственно денитрифицировать. Другие могут функционировать только в однозначных ситуациях: чисто аэробные или чисто анаэробные. В целом можно исходить из того, что кислород препятствует денитрификации. Окисление органических соединений служит аэробным бактериям источником энергии. Использованный кислород переходит в нитраты, в то время как органический углерод в лучшем случае поглощается из воды в растворенной форме. При этом нитраты не сразу трансформируются в газообразный азот, а прежде образуются токсичные нитриты.

Это происходит согласно представленным ниже формулам.

Первую ступень нужно рассматривать особенно внимательно, так как нитрит более токсичен чем нитрат, следовательно, необходима уверенность в том, что следующая ступень безотлагательно выполняется. Фактически только лишь на второй ступени азот удаляется из цикла путем образования газообразного азота. Денитрификация происходит в природе в основном в грунтовых осадках, разумеется, не непосредственно на поверхности, а на глубине нескольких сантиметров. В железосодержащем грунте автотрофные бактерии (например Thiobacillus denitrificans) могут окислять железо и добывать необходимый для этого кислород из нитратов (см. нижеследующие формулы). Другие автотрофные бактерии используют кислород, полученный из нитратов, чтобы атомарный водород окислить до воды. Это может происходить по следующему уравнению:

2NO₃^–+ 12H⁺ => N₂ + 6H₂O

В аквариуме этими процессами управлять очень трудно. В частности, органический углерод, который в приведенных уравнениях представлен в виде метанола CH₃OH, едва ли может образовываться в аквариумной технике. Водород в аквариумной технике также известен как нежелательное вещество. В то время как нитрификацию мы можем легко наблюдать в природе, наблюдать денитрификацию гораздо труднее. В природе, даже еcли незначительные количества нитрита накапливаются в среде, этот процесс проходит вне активного жизненного пространства для большинства водных живых существ, тогда как нитрит, образующийся в аквариуме, тотчас оказывает неблагоприятное воздействие на всех животных (см. также главу «Фильтрационная техника» стр. 77).

Распределение нитратов в воде океанов мира в зависимости от глубины

Находящимся рядом рисунок показывает нам вертикальное распределение нитратов в различных океанах мира. Мы видим, что концентрация нитратов 40 мкг/л или соответственно 0,04 мг/л в Индийском океане уже относительно велика для морской воды. Это высокое значение достигается на больших глубинах. Следует отметить, что сильно заселенные зоны вблизи водной поверхности практически свободны от нитратов. Денитрификация протекает или непосредственно вместе с нитрификацией в анаэробных условиях, или существует значительный перенос нитрата в глубокие слои водоема. Для нашего аквариума, к сожалению, это несущественно. В то время как удаление нитратов из воды аквариума является для нас желательным микробным процессом, анаэробные бактерии образуют другие вещества, которые для нас очень нежелательны. Некоторые из них потребность в кислороде могут удовлетворять за счет сульфатов (SO₄). В этом процессе, который называется десульфурикация, возникает ядовитый газ (сероводород), который известен запахом тухлых яиц. Другие бактерии используют кислород из СО₂ и образуют ядовитый газ метан. Этими бактериальными восстановительными процессами, которые также происходят в природе, очень трудно управлять в аквариуме.

Образование сероводорода анаэробными бактериями: процесс крайне нежелательный для аквариума

Предыдущая || Следующая || Оглавление