Содержание газов

Вода образуется из двух газов – водорода и кислорода. Она способна поглощать свободный кислород (не имеющий соединения с водородом при образовании молекулы воды Н2О) и другие газы – такие, как углекислый газ, азот, двуокись серы, аммиак и хлор. Все эти вещества оказывают влияние на рыб. Влияние аммиака, хлора и двуокиси серы (в дождевой воде) в этой главе уже обсуждалось. Избыток азота в воде может вызвать эмболию (см. главу 21, раздел 1.3.2).

Рыбы, как и люди, дышат кислородом, извлекаемым ими из воды, и выдыхают углекислый газ. Рыбы некоторых видов способны дышать атмосферным кислородом. В природе они обычно обитают в водоемах, где сезонно или постоянно ощущается нехватка кислорода (то есть содержится слишком мало растворенного кислорода).

Водные растения (в том числе водоросли), как и наземные, поглощают углекислый газ в дневное время или когда в аквариуме включен свет. Они используют углерод, содержащийся в нем, для выработки питательных веществ, а свободный кислород выделяют в воду. При ярком свете крошечные пузырьки кислорода можно увидеть на листьях водных растений. Однако ночью они поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

Требования, предъявляемые рыбами к содержанию кислорода

Рыбы не способны расщепить молекулу воды на составляющие ее водород и кислород. Поэтому если в воде нет достаточного количества растворенного кислорода, рыбы могут задохнуться. Такое состояние называется гипоксией (см. главу 21, раздел 1.3.3). Рыбы, получающие недостаточное количество кислорода, обычно слишком часто двигают жабрами, открывают рот и концентрируются у поверхности воды, где содержание кислорода выше.

Требования к содержанию кислорода, характерные для конкретных видов рыб, обычно зависят от содержания кислорода в их естественной среде обитания. Например, рыбам из биотопов с высоким содержанием кислорода – например, из быстро текущих рек или больших, открытых ветрам озер – требуется больше кислорода, чем обитающим в медленно текущей воде.

У отдельных рыб потребность в кислороде обычно повышается, когда они плохо себя чувствуют, испытывают стресс, более активны, чем обычно (например, во время нереста или когда их преследуют), или если их держат при более высокой температуре, чем предназначено природой. Аналогичным образом рыбам требуется меньше кислорода, когда они неактивны (например, рыбы, ведущие дневной образ жизни – в ночное время) или если температура воды ниже необходимой. Однако это вовсе не значит, что снижение температуры – приемлемый способ борьбы с недостаточным содержанием кислорода!

Газообмен

Вообще говоря, большая часть свободного кислорода поступает в воду из атмосферы, хотя в дневное время некоторую его часть могут обеспечивать растения.

Вода может поглощать кислород из воздуха только там, где две эти стихии граничат, а именно на поверхности воды. Аналогично углекислый газ выделяется в атмосферу тоже только на поверхности воды. Чем больше площадь водной поверхности, тем больше кислорода она может поглощать и больше углекислого газа выделять. Этот факт имеет очень важное значение для содержания рыб, поскольку от количества кислорода зависит количество рыб, которое может выдержать данный аквариум, а также для выбора оптимальной формы аквариума (см. главу 13).

Процесс поглощения кислорода и выделения углекислого газа называется газообменом. В определенной степени это действительно обмен, поскольку содержание углекислого газа в воде ограничивает ее способность поглощать кислород.

Аэрация

Волнение на поверхности воды увеличивает эффективную площадь ее поверхности. Поверхность, покрытая рябью, имеет большую площадь, чем ровная поверхность, тем самым увеличивается ее способность к газообмену. Циркуляция воды также очень полезна, так как она выносит на поверхность воду, богатую углекислым газом, а воду, только что насытившуюся кислородом, несет в придонный слой. Совместный процесс поверхностного движения и циркуляции воды аквариумисты называют аэрацией. Этот процесс может также применяться для выведения из воды других газов – таких, как хлор и азот.

Аэрацию можно проводить с помощью системы фильтрации, устроенной таким образом, чтобы обеспечивать максимальную циркуляцию воды, а если возможно, то и волнение на поверхности воды. Однако не следует чересчур увлекаться и создавать в аквариуме настоящий водоворот в миниатюре. Просто фильтрационное оборудование должно подходить для данного аквариума в смысле вместимости и устойчивости (см. главу 13). Кроме того, оно должно быть установлено оптимальным образом. Аэрацию можно также осуществлять с помощью воздушного насоса (микрокомпрессора и распылителя). При этом образуется поток воздушных пузырьков, также содействующий циркуляции воды и образованию ряби на ее поверхности. Вопреки широко распространенным представлениям, пузырьки воздуха сами по себе не добавляют в воду сравнительно мало кислорода. Пользу приносит именно их воздействие на циркуляцию воды и поверхностный газообмен.

Аэрация играет очень важную роль в снабжении необходимым количеством кислорода рыб, происходящих из водоемов с высокой концентрацией кислорода. Кроме того, некоторые аквариумисты используют аэрацию, чтобы в аквариуме можно было держать больше рыб, чем при условии нормального содержания кислорода. Все это, конечно, очень хорошо, если не считать сопутствующих проблем – таких, как высокий уровень содержания органических отходов. Поэтому подобная система продержится только до того дня, когда микрокомпрессор выйдет из строя. Аквариумистам, держащим рыб с высокой потребностью в кислороде, необходимо иметь под рукой запасной аэратор, чтобы их рыбы внезапно не погибли от нехватки кислорода.

Факторы, оказывающие влияние на содержание кислорода в воде

• Температура. На содержание кислорода в воде влияет температура воды:

чем теплее вода, тем меньше в ней содержится кислорода, и наоборот. Кроме того, повышенная температура ускоряет метаболические процессы у рыб, в результате чего их потребность в кислороде повышается именно в то время, когда его содержание в воде снижается. С этой проблемой можно справиться путем более интенсивной аэрации.

• Растения. Растения часто ценятся за их способность производить кислород. Однако следует помнить о том, что в ночное время они сами потребляют кислород и вырабатывают углекислый газ. Таким образом, хотя растения действительно могут помочь удовлетворить потребности рыб в кислороде днем, зато ночью все живое в аквариуме конкурирует в борьбе за кислород, содержание которого в это время суток снижается. Поэтому в аквариумах, густо засаженных растениями, по ночам может ощущаться нехватка кислорода.

• Подкормка растений СО2. В последние годы некоторые аквариумисты применяют углекислый газ для ускорения роста растений. При этом его вводят в аквариум из специальных баллонов. Однако введение СО2 следует производить с большой осторожностью, а возможно, этого вообще не стоит делать. Не забывайте о том, что высокий уровень содержания СО2 может привести к снижению количества кислорода, поглощаемого водой, и тогда возникнет риск гипоксии у рыб – особенно если аквариум густо населен или среди рыб есть такие, у которых велика потребность в кислороде. Некоторые аквариумисты пытаются обойти эту проблему с помощью дополнительной аэрации. Однако, хотя эта мера наверняка увеличит содержание кислорода и пойдет на пользу рыбам, она одновременно будет способствовать выведению углекислого газа, а это сделает внесение СО2 совершенно бессмысленным. Генератор СО2 обязательно нужно выключать на ночь, когда растения в этом газе не нуждаются.

• Улитки и другие живые существа. Большая популяция улиток может оказать значительное влияние на содержание кислорода в аквариуме. То же самое могут делать и бактерии. Потребление кислорода аэробными бактериями, участвующими в азотном цикле, допустимо, потому что взамен этого они приносят значительную пользу. Однако, если в аквариуме наблюдается избыточное содержание органических отходов (например, из-за регулярного перекармливания рыб), популяция бактерий будет расти и поглощать больше кислорода, чем в случае, когда рыб кормят рационально. Улитки, разумеется, тоже увеличивают содержание органических отходов.

Что касается содержания кислорода в воде, то здесь так же, как и во многих других аспектах содержания аквариума, самое главное – это достичь разумного баланса потребностей всех обитателей аквариума.