ほとんどの一般的な の自然生態系生息地では、有毒レベルの窒素含有化合物が存在することは比較的まれです。しかし、水族館環境では、狭い密閉された空間で餌を与えすぎたり、過密状態になったりすることがよくあります。これらの完全に閉鎖された環境は窒素汚染を招き、観賞魚を病気にしたり、死に至らしめる可能性があります。これらは、窒素サイクルを構成する基本的な化合物とプロセスです。
窒素循環
自然の窒素サイクルは、窒素が空気から植物、動物、細菌を経て空気に戻るという完全なサイクルです。このようなシステムでは人間の介入は必要ありません。しかし、水族館では、窒素のプロセスはサイクルというよりも、アンモニアから亜硝酸塩、そして硝酸塩へと窒素化合物の継続的な化学分解を伴う生化学的なカスケードです。その後、最終的な硝酸塩は 水族館の植物 に取り込まれるか、他の手段で水から除去されます。
このカスケードは、水中の自然廃棄物が自然生態系でどのように処理されるかを説明します。そして、たとえ閉鎖された水族館であっても、このカスケードは愛好家によって確立され、育てられなければなりません。アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩は水族館で発生する主な生物毒素であるため、これらの廃棄副産物をすべて変換して除去するには、窒素の「サイクル」が効果的に機能する必要があります。
生きている水族館では、このカスケードは時間の経過とともに確立されます。新しい水槽が廃棄物を完全に硝酸塩に変換するまでには、通常、最大 3 か月かかります。新しい水槽に若くて小さな魚をゆっくりと時間をかけて入れていく方法は、徐々に増加する老廃物に合わせて窒素変換バクテリアが成長する時間を確保することを目的としています。
アンモニア
魚の尿素とタンパク質は細菌によってすぐにアンモニアに変換されます (ステップ 1)。通常の状態では、アンモニアは無色の刺激性のガスであり、非常に有毒です。アンモニアが高すぎる場合は、水槽内の魚の数が多すぎるか、魚が健康に生き残るために必要以上の餌を与えられていることが原因です。しかし、バランスが保たれた水槽内では、「窒素固定細菌」と呼ばれる細菌がこのアンモニアを食べて(酸化し)(ステップ2)、亜硝酸塩に変えます。
亜硝酸塩
亜硝酸塩は観賞魚を殺す最も一般的な物質であるため、窒素循環において警戒すべき化合物です。亜硝酸塩は、アンモニウムイオンの部分酸化によって水槽内で発生します。亜硝酸塩を好む細菌が亜硝酸塩を変換します 硝酸塩に変換し(ステップ 3)、それによってほとんど無害になります。
亜硝酸塩の蓄積を防ぐための最も簡単な最初のステップは、餌を控えめに与え、水槽内の動物の数が多すぎないようにすることです。次に、水道水ではなく、十分に熟成させた水で定期的に部分的な水交換を行ってください (総量の 20% を超えないように)。
第三に、水族館内に生きている動物の数が多すぎないように注意してください。水族館の趣味に慣れていない人の多くは、ナマズ、藻類を食べる魚、カタツムリが「きれいな魚」であるにもかかわらず、それぞれが依然として老廃物を生成し、亜硝酸塩の総量を増加させることを忘れています。
硝酸塩
硝酸塩は 窒素化合物の酸化の最終生成物です。水族館では、主に動物性タンパク質とアンモニウム化合物の分解によって硝酸塩が生成されます。例としては、尿、排泄物、食材、死んだ魚、カタツムリ、植物の葉などがあります。
ほとんどの淡水熱帯魚やその他の水族館の住民は、たとえ大量の硝酸塩であっても非常に耐性があります。ただし、硝酸塩の過剰な蓄積を防ぐための予防策には、餌を控えめにすること、動物の個体数を維持することが含まれます。
植物
水生植物は窒素を積極的に利用するため、適切に調整された水槽内では硝酸塩のレベルを大幅に下げることができます。自然の生態系では、植物は硝酸塩を除去して利用します。植物が植えられていないタンク システムでは、タンクの所有者がカスケードのこの最終段階で除去を行う必要があります。