Как выглядит цеолит для аквариума
Цеолит для аквариума
NH4, NO2, NO3 – токсичные для воды в аквариуме соединения, провоцирующие гибель рыб, разрастание водорослей. Когда аквариумный биобаланс стабилизирован, повышение концентрации азотистых соединений исключено, но неопытные аквариумисты нередко допускают проблему из-за неправильного содержания резервуара и ухода за рыбками. Цеолит для аквариума – эффективный очиститель воды от избытка аммония. Однако при ошибках в применении цеолит может принести не только пользу, но и вред.
Цеолит – что это?
Цеолитами называют минералы категории алюмосиликатов. Их характерная структурная особенность – трехмерный каркас из молекул алюминия, кремния и кислорода, внутри которого проходят каналы, заполненные щелочными катионами и молекулами H2O. Каналы занимают до 50% каркаса природного цеолита.
Распространенные виды цеолита – клиноптилолит, томсонит, натролит, морденит, стильбит, ломонтит, шабазит. Внешне минерал выглядит как кристаллическая структура с блестящей перламутровой поверхностью.
Принцип действия цеолита – селективное выделение и поглощение содержащихся в воде веществ, катионный обмен.
Лучший абсорбент для аквариума – клиноптилолит. Это оптимальный вариант, как бороться с низким качеством воды, так как он наиболее интенсивно поглощает аммоний. Однако препараты, в которых концентрация клиноптилолита достигает 70-80%, стоят недешево. Выгодней использовать другие минералы группы цеолитов, они тоже эффективны в очищении аквариумной воды.
Польза и вред
Если применять цеолит в соответствии с инструкцией, то вред для аквариумных обитателей исключен. Минеральное вещество приносит огромную пользу:
В общем аквариуме используют калиевый цеолит. Недопустимо применение натриевого минерала, поскольку он делает воду непригодной для рыб и моллюсков.
Применение в аквариумистике
Цеолит для аквариума – эффективный очиститель. Единственная ситуация, когда применять средство необходимо, – избыток аммония в воде. Причины загрязнения воды в аквариуме аммонийными соединениями – накопление органических остатков, недостаточно тщательная чистка резервуара.
Есть три способа, как правильно применять цеолит:
Цеолитовый фильтр
Минеральное вещество включают в системы фильтрации внутреннего типа.
Зачем применяют фильтр с цеолитом:
Цеолитовый фильтр – эффективный способ, как избавиться от остатков антибиотиков и антисептиков, применявшихся для лечения грибковой и бактериальной инфекции у рыб.
Минусы использования в домашних условиях:
Добавление в субстрат
Для профилактики превышения нормы нитратов и лучшего насыщения корней растений кислородом цеолит смешивают с аквариумным субстратом, делая его более пористым, воздухопроницаемым. Толщина грунтовой смеси должна составлять 5-7 см.
В грунте обитают полезные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых требуется особая среда, для чего в качестве субстратной добавки дополнительно используют вулканический торф.
Минеральная подкормка
Единственный способ, как использовать цеолит для пользы рыб, – измельченное в порошок минеральное вещество добавлять в основной корм для профилактики инфекционной болезни. При умеренном использовании кормовая добавка совершенно безвредна, рыбка быстрее растет и набирает вес.
Дозировка
Если концентрация аммония в 1 л воды превышает 1 мг, то требуется очистка. На 1 л воды берут 1 г цеолита. Дозировку корректируют с учетом интенсивности загрязнения. Если загрязнение аквариума несильное, то концентрацию препарата уменьшают.
Не стоит опасаться, что минерал вытянет все полезные вещества из воды. Передозировка невозможна, если минеральная составляющая не превышает 30% от объема аквариумного субстрата. Емкость цеолита ограниченная, он способен накопить определенное количество ионов, и удерживает их. Незахваченные ионы остаются в воде, поглощаются, только когда освобождается катионное «место».
Стоимость
По качеству зарубежные и отечественные препараты почти одинаковы, а по цене существенно различаются из-за логистических накладок. Сколько стоит минеральная добавка, зависит преимущественно от бренда. Самый покупаемый препарат в таре 1 л от отечественного производителя Prime обойдется в 180 рублей, 5 л – 530 рублей.
Цеолит – эффективный и безопасный метод улучшения качества аквариумной воды. Главное – использовать его нужно правильно, соблюдая дозировку, чтобы не нарушить соотношение азотистой составляющей и полезных бактерий.
Цеолит для аквариума используют не только опытные аквариумисты. Эта инновационная техника фильтрации воды позволяет справиться со многими загрязнениями. И чаще всего им пользуются, если концентрация нитратов повышена.
Основные свойства и преимущества
Цеолит вводят в аквариум в качестве адсорбента. Но для этих целей подходят калиевые, а не натриевые виды. Ведь с помощью калиевых цеолитов из резервуара удаляются все органические остатки, продукты жизнедеятельности моллюсков и рыбок. Натриевые виды наносят существенный вред, ухудшают параметры воды.
Польза от калиевого минерала довольно большая. С его помощью в емкости создаются идеальные условия для капризных фенотипов. Вероятность цветения жидкости снижается.
Введение в субстрат
Применение
Цеолитный минерал используется для очистки резервуара. Его вводят в состав, если концентрация аммония в жидкости повышена. Аммоний выделяется из органических остатков и продуктов жизнедеятельности моллюсков, рыбок.
Введение такого минерала способствует восстановлению свойств аквариумной жидкости, предотвращению цветения. Поэтому рыбки нормально развиваются и размножаются.
Сокращение количества нитратов влияет и на распространение сине-зеленых, других водорослей, которые препятствуют развитию тенистой растительности.
Цеолит в аквариуме аквариумисты используют в качестве фильтров. Его вводят в состав фильтрационных систем, которые относятся к внутренним типам. При помощи таких очистных систем снижается концентрация нитратов, аммония, стабилизируется кислотность.
Для резервуаров с рыбками и моллюсков используют минералы, в состав которых не входят катионы натрия. Ведь они пагубно сказываются на химическом составе жидкости.
С помощью фильтра цеолитового нейтрализуются химические компоненты, которые присутствуют в водопроводной воде. В очищенной с помощью такого фильтра воде образуются полезные бактерии, которые участвуют в очистке.
Цеолит используют и для других целей:
Дозировка
Если в аквариуме на 1 литр жидкости приходится 1 мг аммония, то его необходимо удалять. Для этого требуется фильтрационная установка, в состав которой введен цеолит. Для этого на 1 литр жидкости требуется 1 грамм минерала.
Дозировка корректируется, если уровень загрязнения невысокий. Дабы упростить отслеживания степени загрязнения, опытные аквариумисты используют соответствующие устройства и аппараты.
Введенный в резервуар минерал периодически заменяется. Периодичность замены устанавливается в индивидуальном порядке.
Ограничения
Перед использованием учитывают несколько фактов:
Поскольку цеолитные фильтры вытягивают из аквариумной жидкости и полезные компоненты, опытные аквариумисты вводят в субстрат дополнительные удобрения, питательные вещества. С их помощью в емкости поддерживается оптимальный экологический баланс.
Цеолит обладает уникальными свойствами и параметрами. Именно поэтому его нередко используют вместе со стандартным субстратом для заполнения дна аквариума. Измельченный цеолит применяют в качестве фильтрационного компонента для выведения из емкости аммиака, нитратов и иных вредных веществ, которые препятствуют нормальному развитию рыбок и моллюсков.
Интересное видео о применении цеолита в аквариуме
Цеолит в аквариуме и фильтре
Цеолит в аквариуме все чаще используется аквариумистами по всему миру. В последнее время на просторах интернета разворачиваются дискуссии о пользе присутствия в аквариуме цеолита. Мнения попадаются самые разные: от утверждения об абсолютной вредности и неприменимости цеолита до признания его панацеей от всех аквариумных бед.
Фото цеолит
С цеолитами и их полезными свойствами я познакомился еще в институте, во время выполнения дипломной работы. Позже тоже приходилось заниматься изучением их свойств и способов применения в сельском хозяйстве. Вот я и решил обобщить теоретическую базу и практический опыт в одной статье, которая, возможно, поможет вам решить, применять или нет цеолит в своем аквариумном хозяйстве.
Что такое цеолит
Давайте начнем с теории. Что же такое цеолит? В переводе с греческого это означает «кипящий камень». Если дать более приземленное определение, то это природный минерал, относящийся к группе алюмосиликатов. Он обладает характерной структурой, изобилующей полостями, занятыми большими катионами и молекулами воды. Причем и те и другие характеризуются значительной подвижностью, что обуславливает возможность ионного обмена (большие ионы иногда называют «обменными») и дегидратации (выделения воды).
Каркасная структура цеолита построена из соединенных вершинами тетраэдров. Угловые положения в них занимают атомы кислорода, а центры заполнены так называемыми малыми атомами, или Т-атомами. В большинстве природных цеолитов Т-атомами являются алюминий (АГ) и кремний (Si). Роль больших ионов в полостях выполняют одно- или двухзарядные катионы Na», Са
Фото параметры воды после фильтрации через цеолит
Клиноптилолит в аквариуме
С каким же из цеолитов мы имеем дело в аквариумистике? Большинство цеолитов, которые я встречал в продаже в Москве, были добыты на Сокирницком месторождении (г.Хуст, Украина). Все экспериментальные данные, изложенные в этой статье, также получены на цеолитах этого месторождения. За Уралом и в Сибири чаще встречаются цеолиты Холинского месторождения (респ.Бурятия). На их основе даже налажен выпуск бытовых фильтров для воды. В южных регионах нашей страны иногда встречаются цеолиты месторождения Нор-Кохб (Ноемберянская область, Армения). При этом в цеолитах всех перечисленных месторождений львиную долю составляет клиноптилолит. И именно он определяют свойства смеси в целом. Как я уже говорил, будем рассматривать цеолит на примере минерала Сокирницкого месторождения.
Кристаллическая структура клиноптилолита характеризуется наличием открытых каналов, образованных 10- и 8-членными тетраэдрическими кольцами. Диаметр 10-членных колец изменяется в пределах 0,6-0,65 нм. Эффективный диаметр «входных окон» составляет 0,4 нм. Для чего нужна эта величина? Она характеризует просвет канала в клиноптилолите и позволяет теоретически оценить возможность попадания молекулы в адсорбционную полость. Для этого сравнивают диаметр входного окна с критическим диаметром молекулы (по наименьшей ее оси). Проникнуть в поры цеолита могут только те молекулы, критический диаметр которых меньше диаметра входного окна.
Приведу для справки критические диаметры некоторых значимых в аквариумистике молекул (нм):
Клиноптилолит, прежде всего, является катионообменником. Поглощая одни катионы, он заменяет их на другие. В зависимости от вида клиноптилолита обменными ионами могут быть Na или К*. Поэтому при использовании этого минерала в воде слегка увеличивается содержание Na и К*. Или обоих ионов сразу. Правда учесть этот процесс обычно не удается, так как неизвестны изначальный состав каждой партии цеолита и какие конкретно обменные ионы ей присущи. Ведь характер обменных ионов сильно меняется от партии к партии.
Прежде всего, хочется отметить выраженную избирательность клиноптилолита в отношении ионов NH./. Его статическая емкость по этому элементу на практике составила 20 г/кг. Это несколько меньше, чем заявляемые производителем величины (обычно декларируют 25-30 г/кг). Дело в том, что обычно в технической документации приводят значения, измеренные в воде, не содержащей других катионов. В аквариумной же воде их множество, плюс довольно высокие концентрации растворимых и нерастворимых органических соединений. А это в свою очередь влияет на количество захватываемого аммония.
Также количество поглощаемых ионов аммония снижается при высоком содержании в воде Са2* и/или Mg2*, то есть в жесткой воде. Да и соленость негативно влияет на поглощение аммония клиноптилолитом. Так THovanec в своих исследованиях говорит о снижении поглотительной способности клиноптилолита относительно аммония в 10 раз при солености воды 5 ppt (0,5%).
Тем не менее поглощение больших количеств аммония является основным свойством, характеризующим клиноптилолит.
Таким образом, наиболее эффективно клиноптилолит может применяться как наполнитель фильтра для снижения высоких концентраций аммиака/аммония в воде. Соответственно, типичным местом его применения будут транспортировочные емкости, перенаселенные аквариумы, стойки для продажи и передержки рыбы в зоомагазинах, где обычно поддерживается высокая плотность посадки рыб, а также выростные емкости с молодью, где применение цеолита поможет снизить интенсивность подмены воды (особенно у видов, чувствительных к этой процедуре и изменению состава воды).
Также цеолит сослужит хорошую службу при предварительной подготовке воды в тех регионах, где она изначально имеет высокую концентрацию аммония. После пропускания через простейший цеолитовый фильтр вода готова к заливке в аквариум.
Это делает весьма сомнительным применение клиноптилолита в растительных аквариумах с дозированной подачей удобрений. Ведь основными микроэлементами там как раз являются Fe2* и Мп2*. Но они будут поглощаться минералом и не достанутся растениям. При этом вспомним, что клиноптилолит еще будет поглощать Са2* и Mg2* и выделять не поддающиеся учету количества К* и/или Na.
Бытует мнение, что цеолит для растений очень хорошо проявляет себя в качестве грунта в растительных аквариумах. Применять можно как чистую породу, так и ее смесь с обычным гравием. Действительно цеолит способен накапливать в своих порах такие необходимые растениям вещества, как аммоний, железо, марганец, калий и др. И располагаться они будут в непосредственной близости от корней.
Фото диатомовые водоросли в смывах с цеолита
При этом клиноптилолит поддерживает эти элементы в нужном ионном состоянии, как бы «консервирует» их в своих порах и тем самым предохраняет от окисления. Грунт с цеолитом обычно имеет слабокислую реакцию.
Касательно аммония Диана Вальдстат говорит, что именно он является предпочтительным источником азота для растений. И цеолитовый грунт как раз будет удерживать большие количества аммония. Также на руку сыграет его высокая емкость обмена катионами.
Для эксперимента я пытался выращивать в аквариуме растения в отдельных горшках, заполненных клиноптилолитом и обычным аквариумным грунтом. В обоих случаях туда добавлялся питательный субстрат. При этом кардинальных отличий в росте и развитии растений отмечено не было. Возможно, это тот случай,когда теоретические выкладки расходятся с практикой. Хотя возможно, что у других будет более удачный опыт. Тем не менее, на мой взгляд, применение клиноптилолита в аквариуме с живой флорой нецелесообразно.
Давайте посмотрим, что же делает цеолит с водой. Я провел такой эксперимент: в отдельный аквариум поставил фильтр с клинопти-лолитом и измерял параметры воды с интервалом в одну неделю. Вот, что в итоге получилось:
Мы видим, что клиноптилолит несколько умягчает и подкисляет воду. При этом поглощаются аммоний и железо. Поэтому нет смысла лить в аквариум с цеолитовым фильтром железосодержащие удобрения. При этом, наличие цеолита совершенно не влияет на такие параметры, как содержание нитритных, нитратных, фосфатных анионов.
Для начала была поставлена задача узнать, доступен ли поглощенный цеолитом аммоний для бактерий. Для этого в аквариум со свежей водой, свободной от нитритов и аммиака, я поместил фильтр с клиноптилолитом, который уже долгое время проработал в емкости с плотным населением. Цеолит был предварительно аккуратно промыт в аквариумной воде, чтобы избавиться от лишней органики и взвеси.
Предполагалось, что в порах цеолита накоплено достаточное количество аммиака и на его поверхности присутствуют бактерии. Как мы помним, нитриты и нитраты цеолитом не поглощаются. Поэтому взяться им в такой системе неоткуда, кроме как в результате окисления аммония бактериями. И действительно, через некоторое время (4 дня) в воде появилась определяемая тестами концентрация нитрита. Это свидетельствует о том, что поглощенный клиноптилолитом аммоний все еще доступен для бактерий.
Фото растворы метиленового, трипофлавина и малахитового зеленого после фильрации через клиноптилолит
Для сравнения я использовал клиноптилолит и вулканическую лаву с зерном около 3-4 мм. Каждый фильтрующий материал закладывался в стандартный внутренний фильтр аквариума Juwel вместо верхних губок. Чтобы снизить скопление в субстратах органического дебриса, вода предварительно проходила через слой довольно плотного синтепона. В такой сборке фильтры эксплуатировались в течение 8 недель. Периодической промывке подвергалась только синтепоновая вкладка.
Это наблюдается и в канистровых фильтрах при снижении их производительности по мере забивания субстрата органическими отходами. Плюс к тому скопление в фильтре ила приводит не только к снижению концентрации кислорода, но и к закупорке пор фильтрующей среды. В результате доступной для бактерий становится все меньшая площадь.
Таким образом, поместив губки в верхнюю часть фильтра, я попытался максимально использовать верхний слой воды, который богат кислородом.
По прошествии 8 недель из равных количеств тестируемых материалов были сделаны смывы, которые исследовались на наличие бактерий. Это позволило оценить присутствие микроорганизмов на внешней поверхности субстратов. Чтобы выяснить степень их проникновения вглубь пор, я тщательно отмыл исходные пробы, тем самым избавившись от поверхностных бактерий. Затем измельчил каждый вид субстрата и вновь сделал смывы. Если в них будут присутствовать бактерии, значит, они населяли поры и не были вымыты в самом начале. Параллельно были взяты образцы биопленки с поверхности воды и пробы из верхнего слоя аквариумного грунта. С ними мы будем сравнивать наши пробы.
В биопленках, растущих в богатых кислородом слоях близ поверхности воды, мы видим множество палочкообразных грамотрицательных бактерий, несколько отличающихся размерами и внешним видом (фото 2).
Обратите внимание на характер роста, типичный для нитрификаторов: Nitraspira-подобные бактерии формируют агрегаты нерегулярной формы, которые группируются вокруг более мелких АОБ.
Очень часто в таких скоплениях встречаются инфузории, которым, очевидно, есть чем здесь полакомиться (фото 3).
Еще одна особенность цеолита: красные спиралевидные нити, хорошо заметные на фото 2, тоже оказались колониями бактерий с такой формой роста. Изогнутые клетки располагаются друг за другом на столь маленьком расстоянии, что скопление кажется спирально закрученной нитью (фото 4).
В пробах из грунта наблюдалась похожая картина, только концентрация (количество) бактерий была ниже. И еще хорошо заметны частички органики. Более низкую концентрацию бактерий я связываю с уменьшением содержания кислорода в воде (фото 5).
В смывах с поверхности лавы заметно достаточно большое количество бактерий. Также присутствуют частички органики. Можно сказать, что на поверхности лавы обитает весьма внушительная популяция нитрификаторов (фото 6).
В смывах с поверхности цеолита бактерии тоже присутствуют. По виду они не отличались от виденных ранее в других субстратах. Однако их численность была значительно меньше (фото 7).
Таким образом, клиноптилолит оказался менее привлекательным субстратом для бактерий, нежели вулканическая лава. Осталось выяснить, насколько хорошо бактерии заселяют поры наших субстратов и есть ли они там вообще.
Фото пробы бактерий после фильрации цилолитом
В смывах с поверхности дробленой лавы бактерии тоже присутствовали, однако их количество значительно снизилось. Тем не менее можно сказать, что внутренние поры вулканической лавы содержат значительные количества бактерий, и это безусловно способствует хорошему прохождению процессов нитрификации.
Что касается смывов с поверхности дробленого цеолита, то там бактерии не обнаруживались вообще или встречались лишь в единичных количествах. Это наглядное доказательство того, что поры цеолита из-за очень маленького диаметра недоступны для поселения нитрифицирующих бактерий.
При этом в смывах с цеолита (в обоих случаях) наблюдалось довольно большое количество диатомовых водорослей. Возможно, этому способствует наличие большого количества ионов К и Na в его порах. Я несколько раз встречал в литературе мнения, что диатомовые любят высокие концентрации Na. Возможно, поэтому аквариумы, где применяется цеолит, на мой взгляд, часто подвергались нашествиям диатомовых. Хотя однозначно я это утверждать не могу.
Таким образом, клиноптилолит не проявил себя как хороший субстрат для поселения бактерий. Бактерии осваивают его поверхность и могут перерабатывать сорбированный в порах цеолита NH/, но сами поры для них недоступны.
Думаю, что нет большого смысла в применении цеолита в качестве наполнителя для биофильтра. С этой задачей лучше справится вулканическая лава или другие пористые материалы.
В плане практического применения было замечено еще одно полезное свойство клиноптилолита. Он способен удалять из воды лекарственные препараты. Понятно, что цеолит хорошо справится с медьсодержащими медикаментами. Однако оказалось, что и другие средства фармацевтики ему по плечу. Я приготовил лечебные растворы трех красителей, которые часто используются при лечении рыб, и пропустил их через слой цеолита. На фото 10 растворы красителей, а на фото 11 они же после фильтрации через цеолит. Для эксперимента использовались: метиленовый синий, трипафлавин, малахитовый зеленый.
Как видите, меньше всего фильтрация повлияла на трипафлавин, но концентрация его все равно существенно снизилась.
При этом сам клиноптилолит изменил свою окраску, приобретя цвет поглощенного красителя (фото 12).
Непонятно, почему красители поглощаются клиноптилолитом. Ведь молекулы этих веществ имеют очень большие размеры и не могут разместиться в порах минерала. Я думаю, что ответ кроется в химической формуле этих соединений. Каждый краситель имеет в своем составе аминогруппы, которые и проникают в поры цеолита, связывая всю молекулу. Таким образом, краситель оседает на поверхности минерала, чем и обусловлена окраска наполнителя.
В завершение давайте обобщим все сказанное и попытаемся все-таки ответить на вопрос, нужен ли нам цеолит. Мне кажется, что каждый аквариумист должен решить это для себя сам в зависимости от задач, которые он перед собой ставит. Мы видим, что цеолит будет хорошим помощником в декоративных водоемах с высокой плотностью рыбьего населения, в емкостях для транспортировки, карантинирования и передержки рыбы. Полезен он и в выростных аквариумах.
Также этот природный ионообменник пригодится, когда нужно удалить из воды фармацевтические препараты по окончании лечения рыб. В регионах с высокой концентрацией аммония в водопроводной воде на выручку аквариумисту опять же придет цеолитовый фильтр.
Однако как наполнитель для биофильтра цеолит уступает многим современным высокопористым материалам ввиду очень малого диаметра пор. В растительном аквариуме от цеолита тоже будет мало пользы, разве что в качестве добавки в грунт.
Поэтому думайте, экспериментируйте и решайте. А эта статья призвана помочь вам в этом. Буду рад, если она окажется полезной.
Журнал Аквариум 2008 №6
Комментарии к этой статье:
Комментарии добавил(а):Сеня
Дата: 2018-05-01
Цеолит как я понял очень полезная штука как для грунта так и как наполнитель в фильтры.