【转载】植物过滤替代硝化菌过滤系统的原理详解
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cyy998
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先做名词解释:
NO3, 硝酸盐, 虽然无害, 可是大部份都建议浓度不要太高, 处理对策通常是换水。
NO2 亚硝酸盐,有害。
NH3, 氨(氨,即阿摩尼亚),或称“氨气”,分子式为NH3。是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,氨对地球上的生物相当重要,它是所有食物和肥料的重要成分。浓度高了,对锦鲤有害。
铵离子,即铵,铵离子,氨盐基。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
实验中, 浮萍可以在5小时内去除50%的铵离子。而Elodea nuttallii 在混合硝酸盐和氨的环境,可以在16小时内去除75%的氨,可是硝酸盐则并不会被吸收。而大型浮萍 Spirodelaoligorrhiza 也是如此, 铵离子会迅速地被吸收,可是硝酸盐却一点也没有被处理掉。这些实验是在无菌环境中操作,所以硝化菌的因素是不存在的。实验中的氮浓度是植物干重量的0.6-4.3%。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
用水芙蓉处理铵离子的速度,植物处于0.025mg/l 的硝酸盐,需要18小时吸收完毕,但如果是0.025mg/l的铵离子则只需3.9小时。如果增加浓度增加时,差异更大,13mg/l, 植物需71小时吸收硝酸盐,可是氨也只需要4小时就OK。植物吸收硝酸盐似乎要比氨要费力。实验也证明出,水芙蓉在黑暗时,吸收硝酸盐的速度就没有像在明亮时快,而氨就没有白天和黑夜的问题。所以推论出,吸收硝酸盐要比吸收氨来得需要能量。而且吸收硝酸盐的速度也不易推论出,因为像水芙蓉只有在纯的硝酸盐环境24小时后才会开始吸收硝酸盐。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
藻类在0.02mg/l浓度的氨时,开始停止吸收硝酸盐。而浮萍则只要有一点氨时,就会停止吸收硝酸盐。相反地,如果植物在没有铵离子一至两天后,才会吸收硝酸盐,因为植物需要能量才能消化硝酸盐。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
或许你会问,植物是否能在转换成无毒的硝酸盐之前吸收掉有毒的硝酸盐?虽然作者无法找出足够的实验结果来证明这答案是可以的,但是化学上转换硝酸盐成铵离子所需的能量是要比转换硝酸盐成氨来得少。(植物必须先将硝酸盐 或硝酸盐转换成铵离子才能转成蛋白质)。 这难怪实验证明spirodela oligorrhiza在硝酸盐和硝酸盐环境下, 它较喜欢硝酸盐。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
水生植物大都利用叶子来吸收铵离子。 实验上,若叶部份吸收100%则根部则有77%。但是当根部增加铵离子时,叶部份吸收速度不变。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
水生植物和硝化菌的过滤比较
植物、藻类、以及所有施行光合作用的有机体吸收氮而且制造蛋白质,其实是来自氨,而不是硝酸盐。如果植物吸收硝酸盐,则首先必须先转成铵离子,而这过程是需要一些能量,这过程称”硝酸盐 吸收”。
而植物做”硝酸盐吸收”的过程似乎和硝化菌做分解的过程刚好相反。 硝化菌在分解过程中取得生活上的能量, 而两阶段的分解可取获得84Kcal/mol的热量, 整个反应过程是
NH4++ 2 O2 >> NO3- + H2O + 2H+
植物理论上,也需要84卡才能做硝酸盐 吸收。
NO3-+ H2O + 2H+ >> NH4+ + 2 O2。
这能量大约相当于23.4%的葡萄醣燃烧。如果硝化菌将所有的氨转成硝酸盐, 则植物被迫需要能量来转换硝酸盐回铵离子。 而这也说明有些植物在有铵离子或混有硝酸盐的环境下,比在纯粹只有硝酸盐的环境生长得比较好,而有些水族玩家有着错误观念,认为让硝化菌转成硝酸盐再让植物吸收硝酸盐。事实上,含有水生植物和硝化菌的环境下,两者是在争食。而植物吸收硝酸盐的速度又慢,所以硝酸盐自然会累积在池中。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
在无任何水草或水生植物的环境下,硝化循环是必须的。但是加入水生植物后,又是不同的游戏方法。事实上在水生植物本身也提供了大量表面积让硝化菌可以驻留,包括茎或叶。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
作者也曾做过实验,在有水草缸内需要多大的硝化菌区,当作者逐渐地减少生化过滤材时,锦鲤还是生长得很好,一年后,全部将过滤器除掉时,只有一个便宜的马达促进内部水流时,锦鲤一点也没有损伤,植物缸本身就是一个过滤器。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
读完这篇文章后,唯一可证明的是水草缸内养锦鲤,只要锦鲤的数量不要夸张的多,应该是不用放任何的硝化菌,可是在锦鲤池中,要设置多少的数量的水生植物来吸收锦鲤所排出的氨? 这个需要精算一下。如果纯粹只有植物可以处理锦鲤便便,使用水生植物来过滤,因为这样就不会有硝酸盐浓度的问题。
2015年12月03日 12点12分
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cyy998
楼主
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2015年12月03日 12点12分
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男人百分百💯
这是一个好帖,值得我们懒人学习
2015年12月04日 00点12分
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19891113ys
好帖
2018年04月12日 08点04分
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level 2
热情的tbh_1
翻译一下方便多了
2018年05月07日 23点05分
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