مدیریت نیترات و فسفات

نویسنده: کیت مویل
مترجم: مهندس پژمان اسلامی

مفهوم مدیریت فسفات و نیترات

کنترل نیترات NO3 و فسفات PO4 اصلی ترین دغدغه یک آکواریوم دار مرجانی است. ساعت های زیاد و مبالغ بالایی همیشه صرف می شود تا بتوانیم مقدار این دو پارامتر را در محدوده مورد نظر آکواریوم خود نگهداریم. در این مقاله ابتدا به منابع اصلی تولید نیترات و فسفات در یک آکواریوم مرجانی پرداخته شده است (البته نگران نباشید شما به دانش خاصی در علم شیمی نیازی نخواهید داشت). قبل از اینکه بحث در رابطه با روش های کنترل میزان این پارامترها را آغاز کنیم بهتر است ابتدا به مفاهیم و منابع تولید هر پارامتر در آکواریوم مرجانی بپردازیم.


نیترات (NO3)

نیترات یون‌های حاصل از بخشی از چرخه نیتروژن هستند، که بر اساس فعالیت باکتری های هوازی چرخه نیتروژن از شکستن مولکول های آمونیاک به نیتریت و نیتریت به نیترات تشکیل می شوند. در شرایط ایده‌آل نیترات می تواند به اجزاء تشکیل دهنده خود یعنی نیتروژن آزاد و اکسیژن شکسته شده و چرخه نیتروژن کامل شود. نیترات به یک منبع غذایی برای رشد انواع جلبک های ناخواسته در آکواریوم شما تبدیل می شود به همان شکلی که از آن در آکواریوم های آب شیرین گیاهی، باغ داری و کشاورزی برای رشد گیاهان به عنوان کود استفاده می کنند.

فسفات (PO4)

دو نوع فسفات در آکواریوم های مرجانی تولید می شوند؛ فسفات غیر آلی یا معدنی و فسفات آلی. در حقیقت زمانی که در بین آکواریوم داران صحبت از فسفات مطرح می شود منظور فسفات غیر آلی (معدنی) می باشد و همین نوع از فسفات است که توسط کیت ها،چکر ها و تجهیزات اندازه گیری معمول قابل اندازه گیری است. این نوع از فسفات در حقیقت یون‌هایی هستند که از ترکیب فسفر، اکسیژن و هیدروژن ساخته شده اند و در تمامی بخش های ارگانیسم های زنده یافت می شوند که در حقیقت منبع اصلی رها سازی فسفات در آب آکواریوم ها می باشند. فسفات عامل بازدارنده جذب کلسیم و اسکلت سازی در مرجان ها، بی مهرگان و جلبک های کرولاین است.


جدول مقادیر پیشنهادی برای نیترات و فسفات

نیترات (ppm) فسفات (ppm) توضیح
آب دریای طبیعی کمتر از ۰.۱کمتر از ۰.۰۰۵مقادیر در مناطق مختلف متفاوت است.
ULNS کمتر از ۰.۰۵ کمتر از ۰.۰۱به دلیل محدودیت وجود نیتروژن خطرناک می باشد
مرجانی SPS کمتر از ۲کمتر از ۰.۰۲مقادیر فسفات بالاتر از ۰.۰۲ جلوی تشکیل اسکلت های آهکی را خواهد گرفت.
مرجانی LPS ۲ تا ۵کمتر از ۰.۰۴مقادیر فسفات بالاتر از ۰.۰۲ جلوی تشکیل اسکلت های آهکی را خواهد گرفت.
مرجانی نرم Soft ۵ تا ۱۰کمتر از ۱مقادیر فسفات بالاتر از ۱ باعث رشد بیش از حد جلبک ها در آکواریوم شما خواهد شد.
فقط ماهی ۵ تا ۱۰کمتر از ۱مقادیر فسفات بالاتر از ۱ باعث رشد بیش از حد جلبک ها در آکواریوم شما خواهد شد.

اصولا اندازه گیری مقادیر فسفات و نیترات ساده می باشد و تجهیزات مختلفی در بازار برای اندازه گیری این دو پارامتر وجود دارد. برخی از آکواریوم داران اعلام می کنند که با توجه به پایین بودن مقادیر تست فسفات با مشکل جلبک های مویی در آکواریوم خود مواجه هستند. این موضوع به این دلیل اتفاق می افتد که جلبک های موجود به سرعت همه فسفات تولید شده را مصرف کرده و در نتیجه نتایج تست در محدوده مناسب نمایش داده می شود. راه حل این مشکل انجام منظم تست های دروه ای برای مشخص شدن نقطه ای که فسفات در حال افزایش است تا قبل از رسیدن به نقطه مشکل ساز بتوان جلوی بروز مشکل را گرفت.

  • Sea Salt

    چکر فسفات هانا

  • Bio S

    تست فسفات سالیفرت

  • Phosphate Minus

    تست فسفات گیزمن

  • Carbon

    تست نیترات سالیفرت

  • Carbon

    تست نیترات گیزمن

بسیاری از کیت های تست با اضافه کردن قطره هایی از معرف مخصوص به نمونه آب برداشته شده از آکواریوم در یک ظرف مخصوص و مقایسه تغییر رنگ حاصل با یک جدول رنگی مشخص مقادیر فسفات و یا نیترات را برای شما مشخص می کنند.

با توجه به قدرت محدود چشم انسان در تشخیص اختلاف رنگی به هر صورت این کیت های تست دارای دقت و دامنه اندازه گیری بسیار محدودی هستند. به عنوان یک جایگزین مناسب چکر های شرکت Hanna به کمک شما خواهند آمد و خواندن اختلاف رنگ توسط تغییر در میزان نوری که از یک منبع نوری مشخص بر روی محلول تابانده می شود، اتفاق می افتد بنابراین دقت و حساسیت بسیار بالاتری نسبت به کیت های تست خواهند داشت. در لابراتوارهای پیشرفته از روش های مختلف مثل جذب و نشر اتمی و تجهیزات ICP-OES (مثل شرکت های ATI، Triton و Aquaforest) برای دقت های بسیار بالاتر استفاده می شود، اما به هر صورت استفاده از این روش ها هزینه بیشتری در پی خواهد داشت و لازم است زمان زیادی را برای دریافت نتایج منتظر بمانید. به هر صورت پیشنهاد و تاکید ما بر این است که بدون در نظر گرفتن روش انتخابی شما برای انجام آزمایش لازم است تمامی آزمایش های انجام شده با زمان و تاریخ دقیق ثبت و نگهداری شود تا امکان کنترل و بررسی روند های موجود در آکواریوم شما وجود داشته باشد.


نسبت مهم

نمی خواهیم در این مقاله به مباحث بسیار پیچیده علمی در رابطه با پارامتر های مختلف و روابط بین آنها بپردازیم، اما یک نسبت بسیار مهم در آکواریوم های مرجانی وجود دارد که بهتر است با آن آشنا شده و به آن توجه کنید. این نسبت در حقیقت نسبت بین کربن، نیترات و فسفر در آبهای طبیعی در اطراف تپه های مرجانی در دریاها و اقیانوس ها است. این نسبت برابر ۱۰۶:۱۶:۱ ثبت شده است، اما بعد ها این مقدار به ۱۰۶:۱۴:۱ اصلاح شده است. این نسبت مقادیر متناسبی از این سه ماده را برای استفاده توسط آبزیان خاص مصرف کننده در اختیار آنها قرار می دهد و با توجه به خارج شدن آکواریوم شما از این نسبت میزان رشد جلبک های مزاحم در آکواریوم شما افزایش پیدا خواهد کرد. اصولا تنها مقادیر نیترات و فسفر در آکواریوم ها اندازه گیری می شود که در حقیقت دو عدد آخر این نسبت هستند و باید با نسبت ۱۴:۱ نگهداری شود. شواهد نشان داده است که اگر این نسبت به صورت ۱۶:۱ نگهداشته شود به مراتب احتمال رشد جلبک های مزاحم کاهش پیدا خواهد کرد. پس اگر میزان نیترات در آکواریوم شما برابر ۱ میلی گرم در لیتر (ppm) باشد انتظار می رود که بتوانید میزان فسفر را در حدود ۰.۰۶ میلی گرم در لیتر نگهدارید. توجه داشته باشید که مرجان های SPS بهتر است در شرایطی با نسبت ذکر شده نگهداری شوند. نکته منفی دیگر که در این فرایند مطرح است لزوم وجود نیترات برای حذف طبیعی فسفات از آب است و در صورتی که نیترات صفر شود دیگر امکان حذف فسفات به صورت طبیعی وجود نخواهد داشت. در اینگونه موارد لازم است آکواریوم دار میزان غذای روزانه را افزایش داده و یا میزان مصرف منابع کربنی مثل بیوپلیت ها را در آکواریوم خود کاهش دهد تا میزان نیترات دوباره به مقدار مناسب افزایش پیدا کند.


منابع دیگر فسفات و نیترات

منبع دیگری از فسفات و نیترات غذاهای طبیعی هستند که حاوی مقادیر قابل توجهی از فسفر و مواد ارگانیک هستند و می توانند میزان فسفر، کربن و نیتروژن را در آب آکواریوم شما افزایش دهند. همچنین این مواد ارگانیک توسط باکتری ها تجزیه شده و به فسفات، آمونیاک، نیتریت و نیترات تبدیل می شوند. همچنین لازم است به منابع دیگر ورود فسفات و نیترات به آکواریوم خود نیز توجه داشته باشید مثل کربن های فعال، مدیای کلسیم راکتورها، آب شهری و نمک مصنوعی استفاده شده.


راه های پیشگیرانه

قطعا پیشگری بهتر از درمان است و موارد زیادی وجود دارد که شما با در نظر گرفتن آنها می توانید میزان تولید و افزایش نیترات و فسفات را در آکواریوم خود کاهش دهید.

  • تعویض آب مرتب و دوره ای
  • وجود جریان اصلی و جریان های داخلی کافی می تواند از تجمع مواد زائد در لابه لای صخره ها جلوگیری کرده و در نتیجه جلوی تجزیه این مواد آلی و افزایش نیترات و فسفات گرفته شود.
  • یک پروتئین اسکیمر مناسب و تنظیم و شستشوی منظم آن
  • حذف دائم مواد جامد گرفته شده درون فیلتر های ساکس و دیگر فیلتر های فیزیکی از مسیر جریان آب
  • استفاده از انواع مختلف آبزیان برای به هم زدن و نظافت کردن بستر آکواریوم
  • استفاده از محصولاتی که بر روی برچسب آنها عبارت های بدون فسفات و نیترات phosphate & nitrat free وجود داشته باشد.
  • استفاده از آب شیرین خروجی از دستگاه های RO تنها با TDS صفر
  • اندازه گیری مرتب TDS آب شیرین خروجی دستگاه RO و تعویض مرتب فیلتر های دستگاه و رزین های جذب کننده مربوطه جهت داشتن آبی با TDS صفر
  • عدم تغذیه بیش از اندازه آبزیان
  • عدم نگهداری از آبزیانی بیش از اندازه استاندارد و مجاز برای آکواریوم
  • یخ زدایی کامل غذاهای یخ زده قبل از استفاده در آکواریوم

حتی در صورت رعایت تمامی این نکات نمی توانید انتظار داشته باشید که همیشه میزان نیترات و فسفات در آب اکواریوم شما در محدوده مناسب قرار داشته باشد. در ادامه راه کارها و روش های معمول جهت کاهش این مقادیر که در سال های اخیر توسط آکواریوم داران استفاده می شود، آورده شده است.


حذف نیترات

در طی این سال ها راه های زیادی برای کنترل نیترات معرفی شده است. برخی از راه ها مثل کشت مانگرو این روز ها بسیار نادر به چشم می خورد. به هر صورت کاشت و برداشت جلبک برای حذف نیترات بسیار فراگیر شده. برای مثال گیاه چیتو بسیار محبوب و پر طرف دار است و برای رشد به یک منبع نور پایدار با دمای رنگ ۶۵۰۰ کلوین و فضای مناسب در سامپ شما نیاز دارد. برای گرفتن نتیجه عالی بهتر است این جلبک در مسیر جریان بالا قرار داده شود. بسیاری از آکواریوم داران زمان روشن شدن نور در بخش مربوط به جلبک های موجود در سامپ را به صورت معکوس با نور اصلی آکواریوم در نظر می گیرند و عمل فتوسنتز جلبک ها در طول شب به ثابت نگهداشتن میزان pH در آکواریوم آنها کمک خواهد کرد.

ساختار ها و تجهیزات مختلفی مثل Algae Scrubber وجود دارد که در حقیقت از یک سطح مناسب برای رشد جلبک ها، یک منبع هوادهی و یک منبع نوری مناسب تشکیل شده و در بخشی از آکواریوم و یا سامپ برای ایجاد فضای مناسب و محدود برای رشد جلبک ها نصب می شود. در حال حاضر راکتورهای مخصوص رشد جلبک هم در بازار وجود دارد که می تواند به شکل موثری امکان رشد جلبک ها را در فضایی محدود در آکواریوم شما فراهم نماید.

روش دیگری که به غیر از روش های طبیعی وجود دارد استفاده از مواد مختلف جذب کننده نیترات و یا راکتورهای Bio-pearl است. راکتورهای نیترات با اضافه کردن یک منبع کربن و جریان بسیار آهسته آب به ایجاد محیط مناسب برای رشد انواع باکتری های بی هوازی جهت مصرف نیترات کمک خواهد کرد. به دلایل مختلف و سختی استفاده این روش کم کم منسوخ شده است و یکی از این موارد تشکیل سولفید هیدروژن در صورت عدم برقراری مناسب جریان در این راکتورها و سمی شدن آب بوده است.

منابع کربن

اضافه کردن منابع کربن یک روش اثبات شده برای کاهش نیترات است. اضافه کردن سرکه طبیعی (ودکا) نیز بسیار مفید است اما می تواند بسیار پر خطر باشد و مصرف نامناسب و بیش از اندازه این مواد بارها باعث از بین رفتن کل یک تانک شده است. یک روش مشابه استفاده از محصول استاندارد مختلف موجود در بازار به عنوان منابع کربن مایع و یا جامد است (مترجم: محصولات متنوعی مثل روش پروبیوتیک که توسط شرکت Aquaforest ارائه شده است، مجموعه محصولات ارائه شده توسط شرکتهای Brightwell Aquatics، Reeflowers، PolyLab و ... به عنوان منابع کربن در بازار ایران موجود است) که بسیار ساده و مطمئن راه حل مناسبی برای نیترات و فسفات را ارائه می کنند. تزریق دستی این گونه محصولات توسط بیشتر آکواریوم داران مورد استفاده قرار می گیرد و به تجهیزات ویژه ای نیز نیاز ندارد. یک روش بسیار پر استفاده دیگر استفاده از انواع بایوپلیت ها است که البته استفاده از این مواد اصولا به یک راکتور مناسب نیز نیاز خواهد داشت. که اصولا راکتورهای گردشی با شدت جریان کنترل شده هستند. این مواد در حقیقت پلیمر های خاصی به نام Poly hydroxalkanoates هستند که از جمله منابع کربن مطرح در این فرایند بحساب می آیند.

  • Sea Salt

    NP Pro

  • Bio S

    Bacteria Feeder

  • Phosphate Minus

    Reef Biofuel

  • Carbon

    RF-Fuel

  • Carbon

    Nutri-Fix NP

این منابع کربن در حقیقت به افزایش جمعیت باکتری های خاصی در سیستم شما منجر می شوند که توانایی مصرف نیترات موجود در آب را دارند و زمانی که میزان نیترات به صفر رسید این باکتری ها اصولا منتظر می مانند تا دوباره این ماده تولید شده و آنها از آن استفاده کرده و چرخه دوباره تکرار شود. در هنگام استفاده از این روش باید به میزان مواد موجود در راکتور و شدت جریان درون آن دقت کنید. باکتری ها و کلونی های باکتریایی تولید شده در این روش به راحتی می تواند توسط پروتئین اسکیمر شما از سیستم خارج شود.

راه اندازی این روش بین ۶ تا ۸ هفته به طول می انجامد تا میزان کافی از کلونی های باکتریایی در سیستم شما برای جذب و حذف نیترات تشکیل شود و درضمن باید مواد در طول ۶ هفته اول به صورت تدرجی به سیستم اضافه شوند تا جلوی افت بسیار شدید و ناگهانی نیترات در آکواریوم و به احتمال زیاد استرس به مرجان ها گرفته شود.

روش های دیگر

همچنین مجموعه متنوعی از انواع مدیای فیلتراسیون شیمیایی مشابه مدیای جذب کننده فسفات و سیلیکات برای جذب نیترات هم در بازار وجود دارد. که البته استفاده از آنها در سیستم های بزرگ و در طولانی مدت می تواند بسیار پر هزینه باشد.

روش دیگری که اخیرا در رابطه با آن صحبت می شود استفاده از مواد شیشه ای مثل سیپوراکس است. این مواد با ساختار مخصوص خود شرایط را برای رشد باکتری های بی هوازی مهیا کرده که می توانند در کاهش میزان نیترات موثر باشند. این مواد اصولا در سامپ آکواریوم قرار داده شده و قبل از عبور آب از درون آنها لازم است یک فیلتر اولیه فیزیکی بر روی آب انجام شود.


حذف فسفات

به طور حتم فراگیر ترین روش برای حذف فسفات استفاده از مواد مختلف جذب کننده فسفات در انواع مختلفی از راکتورهای ساخته شده برای این منظور است. تنها لازم است در هنگام استفاده از این مواد از حرکت دائم آب در بین مواد مطمئن شوید.

یکی از مشکلاتی که استفاده از برخی از این مواد مثل ferric oxide (GFO) به همراه خواهد داشت تغییر رنگ آب است. همچنین این مواد ممکن است ذرات ریزی را در آب آزاد کرده که هم می تواند بر روی کیفیت آب تاثیر گذار باشد و هم ممکن است رسوبات آنها به مرجان ها آسیب برساند. قیمت اینگونه محصولات با توجه به برند آنها بسیار متفاوت است و بهترین روش برای مقایسه آنها سنجش ظرفیت جذب فسفات در هر ۱۰۰ گرم آنها است. همیشه به این نکته دقت کنید که ظرفیت این گونه مواد در آب شور بسیار پایین تر از ظرفیت آنها در آب شیرین خواهد بود. بهتر است همیشه از مقدار کمتر این مواد استفاده کرده و در فواصل زمانی کوتاه تر زمانی که میزان فسفات شروع به افزایش کرد آنها را تعویض کنید.

موادی که بر پایه آلومینیوم ساخته می شوند ممکن است میزان این فلز را در آب آکواریوم شما افزایش دهند. اما به هر صورت بسیاری از مصرف کنندگان از این دسته مواد استفاده کرده و تا کنون هیچگونه مشکلی را در این خصوص گزارش نکرده اند. البته این لزوما به این معنی نیست که میزان آلومینیوم افزایش نداشته است و بیشتر به دلیل عدم انجام آزمایش و آگاهی از میزان دقیق آلومینیوم می باشد. تحقیقات نشان داده است تا زمانی که میزان pH در تانک شما بیش از میزان طبیعی افزایش پیدا نکند وجود مقدار بیشتر آلومینیوم نمی تواند تاثیر منفی بر ساختار آکواریوم شما داشته باشد.

به هر صورت استفاده از این نوع مواد جاذب می تواند برای آکواریوم های بزرگ بسیار پر هزنیه باشد. البته موادی وجود دارند که می توانند چندین بار شارژ شوند و دوباره مورد استفاده قرار بگیرند. در نظر داشته باشید که با هر بار شارژ ظرفیت آنها کاهش پیدا می کند که دردسرهای خاص خود را نیز خواهد داشت.

  • Sea Salt

    Extrax Phos

  • Bio S

    Phosphate Minus

  • Phosphate Minus

    PhosphatR

  • Carbon

    RowaPhos

  • Carbon

    Katalyst

به هر صورت ظرفیت و طول عمر مدیای استفاده شده توسط شما هم برای جذب نیترات و هم برای جذب سیلیکات می تواند با نصب ساختار های مناسب پیش تصفیه مثل کربن فعال به شکل بهینه ای افزایش پیدا کند.


افزودنی های شیمیایی

روشهای دیگر مثل استفاده از هیدروکسید کلسیم، و یا برای مقادیر بالای فسفات و یا آکواریوم های بزرگ استفاده از کلرید لانتانیوم (LaCl3) می تواند بسیار موثر باشد. دوز پیشنهادی برای استفاده از این مواد با توجه به نوع ترکیب آنها با فسفات می تواند بسیار متفاوت باشد. برای مثال لانتانیوم با فسفات ترکیب شده و باعث کدر شدن آب آکواریوم می شود. این مواد به راحتی می تواند توسط ساختار فیلتراسیون فیزیکی مناسب مثل فیتلر های ساکس جمع شده و از سیستم بعد از تکمیل فرایند خارج شوند. در هنگام استفاده از این نوع مواد باید به کاهش ناگهانی میزان فسفات و بروز استرس در آبزیان هم توجه کنید. در ضمن باید از تنظیم بودن میزان کلسیم در آکواریوم خود در زمان استفاده از این روش مطمئن شوید، زیرا این ترکیبات می تواند بر روی کاهش میزان کلسیم موثر باشند.


سیستم های زئولیت

می توانید از انواع زئولیت های تخصصی برای آکواریوم های مرجانی در راکتورهای مناسب برای رسیدن به بازدهی بالا استفاده کنید. این مواد می توانند نیترات و فسفات را از آب آکواریوم شما جذب نمایند و حتی ممکن است آمونیاک و یا مواد شیمیایی دیگر را نیز از آب جذب نماید. از این مواد اصولا در سیستم های ULNS استفاده می شود، برای مثال زئولیت ساخته شده توسط شرکت Korallen Zucht که در زمان استفاده از آن نسبت به محصولات مشابه باید بسیار احتیاط شود (مترجم: به دلیل قدرت بسیار زیاد جذب تمامی مواد شیمیایی موجود در آب) در صورتی که به درستی استفاده نشود می تواند آکواریوم مرجانی شما را از بین ببرد.



کالک واسر (هیدروکسید کلسیم)

از این محصول برای تنظیم میزان سختی کربنات یا آلکالینیتی در آب آکواریوم استفاده می شود که بعد از ترکیب با آب یون کلسیم با فسفات واکنش داده و در آکواریوم هایی که میزان فسفات بالا باشد می تواند باعث کاهش مقدار آن شود.

خلاصه

بسیاری از آکواریوم داران نگهداری از مرجان ها را در سیستم هایی با جمعیت ماهی بسیار پایین و یا در حقیقت سیستم های فقط مرجان ترجیح می دهند. در این صورت با توجه به عدم تولید آمونیاک و در نتیجه نیتریت و نیترات تنها می توان از روش های شیمیایی برای کنترل میزان فسفات در آکواریوم استفاده کرد.

مقادیر بسیار پایین نیترات و فسفات به ثابت ماندن و درخشانتر شدن رنگ در مرجان ها بخصوص در مرجان های سخت کمک خواهد کرد. پس بهتر است روش های پیشگیرانه را قبل از افزایش این مقادیر در آکواریوم خود مد نظر قرار داده و جلوی افزایش این مقادیر را با انجام تست های دوره ای مرتب و دقیق بگیریم.

در هر صورت اگر در حال حاضر مقادیر این دو پارامتر در آکواریوم شما بسیار بالا تر از میزان مورد نظر است. بهتر است بسته به هزینه و زمان خود یک روش مناسب را در نظر گرفته و به آرامی میزان این دو پارامتر را در آکواریوم خود کاهش دهید. باز هم تاکید می کنیم که باید هر تغییری در آکواریوم به آرامی انجام شود تا استرسی به آبزیان ساکن وارد نشود.

مــــــوارد مـــرتــــبــــــط

کــلــمات کـلیــدی

نظـرات کاربـران

میثم بخشی زاده (1396/10/10  07:31): 2+

بسیار مفید و کاربردی،باشد که این علم در کشورمان همه گیر شود،تا شاهد کاهش مرگ و میر این آبزیان خاص خداوند شویم

احد باطبی (1396/10/08  02:56): 2+

توضیحات بسیار کامل و کار آمد بود ، سپاس

علی برزگری (1396/10/07  08:25): 1+

بسیار دقیق، عالی و کارامد
موفق باشید

شما نیز می توانید نظر خود را در اینجا ثبت کنید.

متن نظر شما:
ثــــبــــت