A cikk megírásakor sokat gondolkodtam, hogy milyen mélységig kellene belemenni ebbe a témába. Nem szerettem volna komolyabb, tudományos igényű anyagot készíteni, ugyanakkor szerettem volna mégis megvilágosítani a témát. Így aztán úgy döntöttem, hogy megpróbálom a legegyszerűbben bemutatni a dolgokat. Viszont kérlek benneteket, hogy jelezzétek számomra, hogy mélyebben szeretnétek e a kémiai folyamatokkal megismerkedni, vagy maradjak az abszolút kezdő, inkább gyakorlati szempontból való megközelítés mellett.

A nitrogén, mint elem igen fontos az élő szervezetben, hiszen a szervezetet felépítő molekulák igen fontos alkotórésze, összetevője. Megtaláljuk az aminosavakban és így a fehérjékben, és még megannyi helyen.

A természetben a nitrogén körforgásáról beszélünk. Az akváriumban azonban a nitrogén körforgása módosul, ezért én inkább a nitrogén „mozgásáról” beszélnék. Ennek része valamilyen szintig a körforgás, de vannak benne plusz beviteli részek, illetve az akvárium adta keretek miatt torzulások is.

Az akvárium önmagában is egy kis ökológiai rendszer. Ez fokozottan igaz a tengeri akváriumra. Itt sokkal inkább létre kell hoznunk egy működő ökológiai rendszert, mint az édesvízi akvárium esetében. Sokkal fontosabb, hogy a nitrogén körforgás a gáznemű nitrogénig minél inkább végbe menjen.

A következő sematikus ábra próbálná bemutatni a nitrogén útját az akváriumban.

Ezen ábra mentén haladnék végig és próbálnám bemutatni a folyamatokat.

A nitrogén az akváriumban, a legnagyobb hányadában valamilyen vegyületben kötött formában van jelen. Kisebb mennyiségben a vízben oldott nitrogén gáz is jelen van, azonban ez az élőlények szempontjából mondhatni lényegtelen (kivéve talán a cyano képződés problémáját). Akvarisztikai szempontból addig nincs gond a nitrogénnel és vegyületeivel, míg azok valamilyen élőlény szervezetében (baktérium, növény, állatok) lekötött formában van jelen. Az akvarista szempontjából ez a legritkábban jelent problémát. Nem is kívánnék most odáig elmenni, hogy a táplálékláncon keresztül hogyan vándorol, hiszen ez egy másik történet, bár nem kevésbé fontos.

Szóval a számunkra akvarista számára feladatot jelentő nitrogén az alábbi módokon kerülhet a rendszerbe:

felesleges táplálékkal

Az állatok általában nem fogyasztják el az összes táplálékot, amit az akváriumba teszünk. Az el nem fogyasztott táplálék bomlásnak fog indulni.

élőlények ürülékével, kiválasztásával

Ez azt gondolom nem szorul magyarázatra.

növényi maradványok bomlásával

Minden akváriumban van alga, legalább mikroalga, amiből részek szakadhatnak le, amik számukra kedvezőtlen helyen lassan bomlani kezdenek.

elpusztult élőlények bomlásával ide értve az elpusztult baktériumokat is

Minden elpusztult élőlény a bomlása során nitrogén tartalmú anyagokkal terheli a vizet.

az akvarista hibájából

Édesvízi akváriumnál kevésbé jelent problémát, míg tengeri akváriumnál akár végzetes is lehet, ha a vízcsere során vagy éppen utántöltésre tisztítatlan vizet használunk, amiben jelentős lehet a nitrát tartalom.

A nitrogén körforgás négy folyamata a következő:

A fentiek során bekerülő szerves anyagok első lebontó lépése a mineralizáció. E folyamat során a fehérjék, szerves anyagok feltáródnak. Egy részük az ezt végző baktériumok (majd a baktériumok a tengeri akváriumban című cikkemben lesznek bemutatva részletesebben a fajok) testébe kerülnek, más részük pl aminosavak formájában visszamaradnak.

A következő, második lépés a deamináció folyamata. Ebben a folyamatban jön létre baktériumos bomlás során az ammónia (NH3). Azonban ammónia nem csak innen, hanem közvetlenül a halakból is kerül a vízbe. A halak nitrogén tartalmú exkréciós terméke az ammónia. Nagyobb halak (pl. cápák) szállításánál ez az egyik nagy probléma.

Az ammónia az állataink számára mérgező anyag. Az ammónia alapvetően a vízben ionizál, és ammónium (NH4-) jön létre, ami kevésbé mérgező, viszont ehhez alacsony pH és hideg víz szükséges. Na, ezek pont azok a tényezők, amik a mi akváriumunkra éppen nem mondhatók el.

A harmadik lépésben oxigén dús környezetben az ammónia átalakul elsőnek nitritté (NO2-), majd további oxidációs folyamat során nitráttá (NO3-) alakul. Ez a folyamat a nitrifikáció.

A nitrit az állataink számára mérgező, bár tengervízben kevésbé mérgező, mint édesvízben.

A nitrátot nem tartjuk mérgezőnek édesvízben, míg tengervízben sok problémát okoz. Állataink rendkívül érzékenyek lehetnek rá, ugyanakkor teljes hiánya is problémák forrása lehet.

A vízben lévő nitrát anaerob (oxigén szegény) környezetben élő baktériumok segítségével nitrogén gázzá alakul, mely beoldódik a vízbe, majd onnan a levegőbe távozik. Ez a negyedik a körforgás szempontjából utolsó folyamat a denitrifikáció.

Milyen formában van jelen egy adott pillanatban az akváriumban a nitrogén?

Az eddig olvasottak alapján a fenti kérdést már könnyen megválaszolhatjuk. A válasz a következő:

1. szerves nitrogén (élőlények, eleség, elhullás)
2. ammónia, ammónium
3. nitrit
4. nitrát
5. oldott nitrogén

Akvaristaként arra kell törekednünk, hogy az ammónia, nitrit és nitrát a lehető legalacsonyabb (0 vagy az éppen szükséges) szinten legyen jelen a rendszerben. Ezt egyrészről az akvárium megfelelő telepítésével, más részről pedig a megfelelő szűréssel tudjuk elérni.

A fentiekből is talán látszik már, hogy hol is célszerű beavatkozni a rendszerbe. Amikor a szűrést tervezzük mire is kell figyelnünk. Az első lehetséges pont, mindjárt a szerves nitrogén eltávolítása. Pontosabban azon szerves anyagok eltávolítása, amik már nem élő szervezethez vannak kötve (elpusztult állatok, növényi maradványok, bomló anyagmaradványok, fehérjék stb.) Ezt valamilyen mechanikai szűréssel tudjuk megtenni. Ennek a mennyiségét csökkenti a lehabzó, a különböző perlonos szűrők, szűrőzsák stb. És itt látjuk, hogy bizony ilyenkor fontos, hogy ezek valóban kikerüljenek (lehabzó pohár) és ne fennakadva a szűrőközegen koncentráltan folytassák a bomlást. Itt a perlonos vagy hasonló szűrők gyakori (egy-két naponta történő) tisztítására gondolok. Személy szerint ezt tartom a legfontosabbnak, hogy még a bomlási folyamat beindulása előtt eltávolítsuk a lehető legtöbb olyan szerves anyagot, mely a későbbiek során a végén nitráttá tud alakulni.

Azonban a megmaradó bomló szerves anyagnál a beavatkozás során nem az eltávolítás, hanem a nitrifikáció folyamatának lehető legnagyobb mértékű felgyorsítása a cél. Itt alapvetően a biológia szűrés megfelelő kiépítésére gondolok. Hogy ezt az élőköveken, homokágyon vagy valamilyen más biológiai szűrésen át érjük el itt még mindegy.

Talán két, három olyan szűrő van, ami képes az ammóniát, a nitritet és nitrátot egyszerre mennyiségileg is kiemelni a rendszerből. Ezek a módszerek az algaszűrés, a mangrove cserje alkalmazása, valamint valamilyen megkötő műgyanta alkalmazása. Persze az alga szűrésre ez csak akkor igaz, ha folyamatosan szüreteljük és távolítjuk el az algát belőle.

A nitrát mennyiségi csökkentését alapvetően és leghatékonyabban a denitrifikáció folyamatának támogatásával tudjuk megoldani. Erre a legkülönbözőbb megoldásokat találták ki, az élőköves szűréstől a denitrátorokon át a DSB-ig.

Külön kiemelném a vízcserét, mint ami egyszerre képes minden káros anyag mennyiségét csökkenteni a rendszerben.

Miután ezen alapokon túl vagyunk, későbbi cikkeimben szeretném részletesebben bemutatni a folyamatot végző baktériumokat, majd azokat a szűrőket, szűrési módokat, melyeket alkalmazhatunk.