Азот и его соединения

Азот в воде мало растворим и не опасен рыбам, лишь при очень сильной аэрации в небольшом объеме возможно наступление избыточного давления и пузырьки азота попав в кровеносную систему рыб, закупоривают сосуды.

Содержащие азот аммоний и нитрат являются важнейшими питательными веществами водных растений, которые извлекают их из воды. По поводу нитрата K. Хорст и Х. Kиппер пишут: «Мы знаем ряд растений, которые поглощают нитрат и перерабатывают его, но существуют также аквариумные растения, как, например, многие виды криптокорин, которым он не нужен. Принципиально растения используют азот, находящийся в аммонии, и если они усваивают нитрат, то должны превратить его в аммоний, что связано с химической работой. Многие криптокорины живут в водоемах, в которых азот в преобладающем количестве находится в аммонии, и они не научились перерабатывать нитрат. В аквариуме криптокрины не могут различать питательные вещества и, поглощая нитрат в больших количествах, не используют его и он откладывается в их тканях. Поэтому излишек нитрата в воде может быть основной причиной болезни криптокорин».

Через экскременты, отмершие растения и трупы животных в воду попадают готовые органические соединения, которые становятся объектом биологического расщепления. Бактерии Bacterium coli, Bacterium proteus, Bacterium subtilis разлагают белки на пептиды и аминокислоты. На следующей ступени сначала возникает аммоний, а затем в зависимости от величины pH и ядовитый аммиак. От pH зависит, будет ли представлен чистый аммоний, чистый аммиак или обе формы вместе, как это бывает обычно в аквариуме. Так, при рН 6,9 в воде образуется только аммоний, при рН 7 – 1 % аммиака и 99 % аммония, при рН 8 – 4 % аммиака, а при рН 9 – 25 % аммиака.

Поэтому если в аквариуме рН менее 7, то нет опасности отравления рыб аммиаком, но при смене большого количества воды (до 0,5 объема) свежей с рН более 7 из аммония может образоваться значительное количество аммиака, следствием чего станет отравление рыб.

Расщепление аммония/аммиака путем бактериального окисления бактериями Nitrosomonas приводит к образованию нитрита.

Работа бактерий протекает по следующей формуле:

NH₄⁺ + 1,5O₂ Nitrosomonas => NO₂ + 2H + H₂O + энергия

Ион водорода вступает в реакцию с гидрокарбонатом, давая углекислый газ и воду:

H⁺ + HCO₃ => CO₂ + H₂O

Таким образом, при этом процессе выделяющийся в воду CO₂ способен несколько снизить значение pH.

Затем вступают в работу бактерии Nitrobacter, которые перерабатывают полученный нитрит в нитрат:

NO₂ + 0,5O₂ Nitrosomonas => NO₃

Описанный процесс носит название нитрификации и участвующие в нем бактерии, потребляющие при своей деятельности кислород, живут главным образом в грунте аквариуме и в фильтрующем материале биологического фильтра. В грунте аквариума, на дне, постоянно накапливаются различные твердые отходы, состоящие из остатков корма, экскрементов рыб, отмерших частей растений и погибших водорослей. Через некоторое время из этих отходов в грунте образуется ил и под его слоем возникает бескислородная область, в которой развиваются анаэробные бактерии. Одни из них участвуют в процессе денифитрификации, т.е. преобразуют нитраты в нитриты, а нитриты – в газообразный азот. Другие же выделяют сероводород. Этот процесс трудно поддается контролю и регулировке, поэтому процесс денитрификации может стать дополнительным источником нитритов.

Растения не в состоянии использовать все количество соединений азота в качестве питательных веществ, а бактерии, участвующие в процессе нитрификации, справиться со всеми отходами, и, следовательно, их концентрация будет постепенно повышаться. Поэтому аквариумист должен соблюдать правила ухода за аквариумом. Особое внимание к чистке грунта и частичной смене воды нужно уделять при рН более 7,5. В аквариуме без растений и с искусственными растениями необходимо применять биофильтр.

Если аммоний практически безвреден, то концентрацию аммиака в 0,025 мг/л (А. Кочетов), нитрита – 1 мг/л, и нитрата – 25 мг/л (Aquarium Pharmaceuticals) превышать не следует. Для определения их концентрации можно использовать, имеющиеся в продаже в зоомагазинах, реактивы зарубежных фирм (например, Dry-Tab Ammonia Test для аммиака, Dry-Tab Nitrite Test Kit для нитрита, Dry-Tab NitrateTest для нитрата).

Фирма Aquarium Pharmaceuticals предлагает препарат Sludge Destroyer, который содержит, помещенные в капсулы, и находящиеся в состоянии анабиоза бактерии, которые разлагают аквариумный ил, превращая его в воду, углекислый газ и инертный минеральный осадок. Помещенные в воду аквариума бактерии через 48 ч достигают полной активности.