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ゴミを取るだけでは無い!濾過の仕組み!

投げ込み式フィルター

水を綺麗にしてくれる濾過装置。しかしスポンジ繊維によるゴミ取りが一番の目的ではありません。

濾過装置の第一の目的である「生物濾過」による濾過の本質を説明致します。メカニズムを知ることで濾過装置をつけていても水替えをしなければならない理由も分かります。

濾過のメカニズムを知り飼育への理解を深めましょう。

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そもそも水が汚れるとは?

過密気味の水槽水が汚れるということは飼育している生き物達の排泄物で汚れてしまうことです。水が汚れることを水質が悪化するという表現もします。

排泄物、フンは放っておくとアンモニアという有害物質になり水中に溶けてしまいます。水中生活を行う魚にとって水は呼吸している空気そのものですから、自分の排泄物で自分の首を絞めてしまいます。

特に小さな水槽だと水が汚れやすくなります。(小さな水槽に墨汁を足らすと真っ黒になりますが、大きな水槽だと色づく程度で汚れに強くなります)

好気性バクテリアによる分解

そこで活躍するのがバクテリアという微生物たちです。

このバクテリアの中には「アンモニア」を分解して「亜硝酸」へと分解してくれるヤツがいます。

ただしこの「亜硝酸」も魚にとってなかなかの毒ですが、バクテリアの中には「亜硝酸」を「硝酸」という別の物質に変化させるものも存在します。

「硝酸」も毒性がありますが「アンモニア」や「亜硝酸」と比べると毒性は低くなります。

これら「アンモニア」→「亜硝酸」→「硝酸」へ分解するバクテリアを好気性バクテリアと呼んでおり、これを「生物濾過」と言います。

しかし残念ながら「硝酸」ですら他2つの物質に比べて毒素は少ないものの魚にとっては毒ですが、さらに次の濾過段階があります。

植物による吸収・嫌気性バクテリアによる分解

ミクロソリウム「硝酸」は植物により栄養として吸収され無害化されます。

また嫌気性バクテリアと呼ばれるバクテリアによって「硝酸」は「窒素」に分解され無害化されます。その後「窒素」は植物により栄養として吸収されます。

自然界では植物は虫やプランクトンの餌となり、更にそれを魚が食べて循環しています。その流れを窒素循環といいます。

その窒素循環を飼育水槽内で再現することが水を綺麗な状態に保つということになります。

小さな水槽では窒素循環の再現が難しい

ですが小さな水槽で循環できない部分があります。

それは「植物による吸収」と「嫌気性バクテリアによる分解」の部分です。

植物による吸収はほんの僅か

植物による吸収はほんの少ししか行われません。

いかに水草が繁茂していようとも小さな水槽に数匹入れただけで水草の吸収量を超えてしまい、少しずつ硝酸が蓄積されてしまいます。

嫌気性バクテリアは生息環境再現が難しい

嫌気性バクテリアは無酸素状態の場所に生息しています。これは水槽内で現実的に再現不可能です。

以上の2点は自然界での広大な大地・地中だからこそ成せる領域であります。ですのでアクアリウムではここ以外の窒素循環を可能な限り再現する必要があります。

好気性バクテリアを増やそう!

上部濾過装置の濾過層

上部濾過装置の内部。濾材が敷き詰められています。

好気性バクテリアを増やすことによって有害な「アンモニア」を毒性の低い「硝酸」に変化させることが出来ます。

好気性バクテリアは水槽内のどこにでも生息していますが住処を与えることで増やすことが可能です。

濾過装置の中のスポンジや多孔質物質はその好気性バクテリアを増やすのに特化しており、これらの材質は表面積が大きく、小さなバクテリアには格好の住処になります。

バクテリアが繁茂しているということは生き物が出す排泄物を早く硝酸に変化させることが可能になります。

しかし、飼育期間が長引くほど「硝酸」はどんどん蓄積されています。いくら毒性が低いとはいえ魚に毒であることは間違いないため除去が必要になります。

まとめ:最後はやっぱり水替え

たまった「硝酸」はどうするか?答えはずばり水替えしてしまうです。

水替えをすることにより「硝酸」や「アンモニア」などの有害物質を除去及び濃度を薄めることが可能です。

補足:小さな水槽で魚の数が多いと硝酸濃度上昇のスピードも速くなるため多くの水換えを要します。大きな水槽で少ない匹数だと硝酸濃度の上昇も緩やかになり必要な水換えも少なくなります。水量及び水槽サイズは大きいことに越したことはありません。

要約すると

  • 窒素循環を水槽で再現するのが目的だが小さな水槽では循環できない部分がある。
  • 濾過装置は好気性バクテリアの住みかで排泄物を毒性の少ない「硝酸」変える。
  • 溜まった「硝酸」は水替えで捨てる。頻度は魚の多さや水槽の大きさによっても異なる。

以上が濾過のメカニズムの要点です。

様々な濾過装置がありますがメカニズムは全て同じです。器具選びや水替えの目線が異なって見えれば幸いです。

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