Tlen w akwarium - trochę inaczej o tym samym.

Miało mieć tytuł V2, ale nie jest to ani wersja poprawiona tekstu Maćka, ani nic co by zaprzeczało zawartym tam informacją. To jest to samo tylko z nieco innego punktu widzenia. Polecam przeczytanie obydwu tekstów.

TLEN

Tlen jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków. W powietrzu występuje w postaci gazowej przyjmując formę cząsteczkową złożoną z dwóch (O2) lub trzech (O3 - ozon) atomów. Bierze udział w wielu kluczowych procesach umożliwiających życie na Ziemi. Skupmy się jednak na środowisku wodnym. W naturze ogromna większość tlenu rozpuszczonego w wodzie pochodzi z atmosfery. W akwarystyce roślinnej sytuacja może może być nieco inna, aczkolwiek zależeć będzie od pory dnia (i nocy), a w zasadzie od tego, jak dużo światła w danym momencie rośliny zużywają do przeprowadzenia fotosyntezy. Proporcje te zmieniają się wraz ze zmniejszeniem przepływu wody, bo np. w takim dość mocno zarośniętym stawie spora większość tlenu może pochodzić właśnie od roślin. Maksymalną rozpuszczalność osiąga w wodzie o temperaturze 0 stopni Celcjusza i wynosi ona nieco ponad 14mg/l. W temperaturze 25 stopni maksymalne stężenie tlenu w wodzie spada niemal o połowę. Oczywiście jak przystało na porządnie napisany tekst wartości te mają się nijak do stanu faktycznego, bo woda o temperaturze 0 stopni jest w stanie wysycić się tlenem do wartości niemal 70mg/l, ale jednocześnie są prawdziwe przy rozpatrywaniu rozpuszczania tlenu zawartego w powietrzu, czyli sytuacji jaka ma miejsce w akwarium np. hodowlanym. Jednym słowem przyjmujemy 14mg/l za nieosiągalne maksimum i jednocześnie nie dyskutujemy na ten temat z fizykami, bo w najlepszym wypadku nazwą nas niedouczonymi ignorantami. Niemniej historia zna takie przypadki, gdzie w zbiorniku wodnym, niestety zazwyczaj za sprawą mocnego światła i ostrej plagi glonów oraz bardzo intensywnej fotosyntezy, woda zawiera ponad 15mg/l rozpuszczonego tlenu. Innym schematem prowadzącym do przesycenia wody tlenem może być skok temperatury, np. na skutek dolania dużo cieplejszej wody do akwarium. Kończy się to zazwyczaj chorobą gazową ryb i ogólnie nie przynosi nic dobrego. Żeby było jeszcze ciekawiej, to jest jeszcze kilka innych czynników, które mają wpływ na rozpuszczalność tlenu w wodzie. Spore znaczenie ma w tym przypadku ciśnienie atmosferyczne - im niższe tym mniejsza rozpuszczalność, oraz ilość rozpuszczonych w wodzie soli (i nie chodzi wcale o akwarystykę morską, tylko ogólną zawartość związków w wodzie) - im mniejsza tym rozpuszczalność większa. 

Uznajmy zatem, że wiemy ile może być tlenu w wodzie i skąd może pochodzić. Zasadnicze pytanie zawsze jest takie samo - “A po co to jest?”. Niby odpowiedź jest prosta, bo chyba każdy akwarysta wie, że ryby oddychają tlenem i to właśnie tym rozpuszczonym w wodzie. Niektóre pomagają sobie w tym różnymi trikami, ale uznajmy, że jest to zjawisko marginalne. I gdyby tylko ryby zużywały tlen w akwarium, to nie byłoby sensu pisać czegokolwiek na ten temat, a odwieczna wojna “falująca tafla” vs “napowietrzacz” nie miałaby sensu... dokładnie tak samo jak teraz. Do tematu wrócę za kilka zdań. Więc co żre tlen w wodzie? Sporo z Was pewnie już coś się o uszy obiło, że rośliny w nocy zużywają tlen. No to jest fakt, ale jeszcze nie ma co panikować. Zazwyczaj nie jest to aż tak ważne, żeby się tym przejmować. Są żyjątka akwariowe o wiele bardziej łakome na ten pierwiastek. A co to takiego? Trzeba przypomnieć sobie chociażby cykl azotowy i proces nitryfikacji. Albo szerzej spojrzeć na wszystkie procesy mineralizacji, zwłaszcza detrytusu. To te mikroskopijne żyjątka, czyli bakterie, zużywają całą masę tlenu. Na zmianę dwóch cząsteczek azotynu na dwie cząsteczki azotanu jest potrzebna jedna cząsteczka tlenu. I w ten oto sposób spora część tlenu, który zasadniczo dość trudno jest rozpuścić w wodzie, zostaje zużyty na zjawisko, którego w dodatku nie widać. W środowisku naturalnym można zaobserwować wręcz kumulację takich procesów. Przykładem może być staw, w którym rośliny radzą sobie z natlenianiem wody. Następnie przychodzi piękna słoneczna pogoda, produkcja tlenu rośnie, rozpuszczalność maleje przez zwiększającą się temperaturę i mamy stan nasycenia. Procesy mineralizacji ruszają “z kopyta”, pojawia się sporo substancji odżywczych i zakwit wody. Wystarczy jeszcze kilka dni słonecznej pogody z wysokimi temperaturami i glony nie wytrzymają presji rosnącej temperatury i padną. Taki zbiornik bardzo szybko przejdzie ze stanu nasycenia tlenem do deficytu, ponieważ rośliny są osłabione zakwitem glonów, martwe glony są rozkładane przez mikroorganizmy, które z kolei zużywają tlen, a temperatura wciąż rośnie zmniejszając rozpuszczalność tlenu jeszcze bardziej. Taki jest zazwyczaj schemat letniego masowego śnięcia ryb. Kolejna rzecz to zakwit pierwotniaków - kolejne zjawisko potrafiące drastycznie zredukować poziom tlenu. A teraz to, z czym uparcie walczę i tłumaczę zależności gdzie tylko się da - napowietrzanie podczas procesu dojrzewania zbiornika. Za każdym razem jak widzę dojrzewający zbiornik z napowietrzaniem, a pod nim komentarz “wyłącz bąbelki, skieruj wylot tak, żeby poruszał taflą wody” to nachodzi mnie jedna myśl - czemu każesz komuś robić rzecz, która pogorszy sytuację? Zwłaszcza dotyczy to zbiorników, które są już zarybione. Niektóre związki azotu powstające w czasie dojrzewania akwarium upośledzają oddychanie ryb, bakterie szybciej rozmnażają się jeśli mają wystarczający dostęp do tlenu, im bardziej natleniona woda, tym głębiej i w większej objętości podłoże przejmie część filtracji biologicznej. Jak już wszystko ruszy, rośliny same zaczną natleniać podłoże przez system korzeniowy, nitryfikacja się ustabilizuje, rośliny przyjmą się i zacznie się wydajna fotosynteza - róbta co chceta, pole do popisu jest duże. Jednak bardzo Was proszę, nie namawiajcie ludzi do zmniejszenia natlenienia w momencie, w którym jest to rzeczą niezmiernie ważną. Owszem, akwarium dojrzeje też bez napowietrzania, ryby możliwe że też przeżyją. Tylko po co robić coś gorzej, skoro można lepiej? Tak na marginesie dodam, że obecnie zmienia się trend związany z walką CO2 vs napowietrzanie. To jest pozostałość po akwarystyce roślinnej LT, gdzie nie używało się dodatkowego nawożenia dwutlenkiem węgla i walka o każdy jego ppm była uzasadniona. Obecnie w wielu akwariach funkcjonują wspólnie i nikt majątku nie traci na napełnianie butli. Obecnie coraz bardziej propagowane jest połączenie CO2 naprzemiennie z napowietrzaniem oraz bardzo wydajną cyrkulacją. Ale o tym może uda się nieco więcej napisać innym razem.

Pociągnijmy dalej temat sporu o sposoby natleniania/napowietrzania wody. Falująca tafla zwiększa powierzchnię styku wody i powietrza. Tlen z atmosfery przenika do wody właśnie w tym miejscu. Napowietrzacz tłoczy powietrze bezpośrednio do wody, ale zasada pozostaje ta sama - tlen rozpuszcza się w miejscu, na granicy bąbelek powietrza - woda. Tylko jest pewien problem, który dotyczy obydwu rozwiązań. Im mniej w danym momencie będzie tlenu w wodzie (tej na granicy z powietrzem) tym łatwiej tlen będzie rozpuszczany. Kluczowe jest tu inne zjawisko. Rzeki górskie (czyli mamy do czynienia z wodą zimną, nieuregulowanym brzegiem i dnem, naturalnymi kaskadami i licznymi zakolami - jednym słowem niezła pralka) są o wiele lepiej natlenione od rzek nizinnych. To do czego zmierzam jest nazwane przepływem laminarnym i turbulentnym. Jednym słowem - najważniejsze jest to, żeby woda z powierzchni mieszała się z wodą przydenną. Różnica stężeń tlenu w jeziorach i stawach jest ogromna w zależności od głębokości, na której dokonywane będą pomiary. I w zasadzie niewielkie znaczenie ma które rozwiązanie w akwarystyce da więcej tlenu w wodzie, bo to nie wyścigi ani licytacja. Ważniejsze jest to, które rozwiązanie będzie wystarczające do zapewnienia optymalnych warunków.

Dotarliśmy do momentu, gdzie wypadałoby wyjaśnić co kryje się pod hasłem “optymalne warunki” w odniesieniu do natlenienia wody. Niestety nie da się jednoznacznie opisać, w którym momencie będzie optimum. Należałoby to sprawdzić doświadczalnie, przy czym trzeba zdawać sobie sprawę, że nie jest to jednoznaczne z zapewnieniem minimum. Jednym słowem brak tzw. przyduchy nie świadczy o wystarczającej ilości tlenu w wodzie. Mało tego, naturalne zachowanie ryb itp. też nie. Trzeba zagłębić się w temat jeszcze bardziej i zahaczyć o takie statystyki jak np. procent wyklucia ikry oraz przeżywalność narybku. W zasadzie to są gatunki ryb, które do samego tarła podchodzą tylko w warunkach nasycenia wody tlenem i nic nie pomoże utrzymywanie idealnego pH, temperatury i twardości wody. Niemniej akwaryści donoszą, że wysokie stężenie tlenu w wodzie może powodować nie do końca naturalne zachowanie ryb, czyli ryby labiryntowe przestają pobierać powietrze do labiryntu, a kirysy też nie podpływają do powierzchni rozchlapując wodę na pół pokoju. Czy to dobrze, czy może jednak źle? Na to pytanie nie potrafię odpowiedzieć. 

Konkluzja jest jedna - tlenu w wodzie nie może zabraknąć. Z drugiej strony niby można przesadzić, ale przy obecnie popularyzowanych metodach nie jest to wcale takie proste. W typowym akwarium najbardziej wydajne jest napowietrzanie drobnymi bąbelkami, odpowiednia cyrkulacja wody oraz wystarczająca ilość odpowiednio szybko rosnących roślin. Oczywiście wariacje powyższych są jak najbardziej wskazane. Dodatkowo trzeba mieć na uwadze, że w akwarium bogato nawożonym CO2 może dojść do sytuacji, że nad powierzchnią wody tworzy się poduszka z dwutlenku węgla utrudniając wymianę gazową. Wskazane byłoby wtedy wentylowanie powierzchni przy pomocy wiatraka. Sam wiatrak też jest bardzo dobrym pomysłem na zwiększenie natlenienia wody ale ma też przynajmniej 3 skutki uboczne: chłodzi wodę, zwiększa (drastycznie!) parowanie wody, hałasuje.
Pamiętajmy zatem o odpowiedniej ilości tlenu w wodzie. Nie ma znaczenia w jaki sposób będzie dostarczany. Starajmy się przewidywać sytuacje, w których może wystąpić deficyt i reagujmy odpowiednio wcześnie. Moim zdaniem napowietrzacz nie jest niczym złym i jednocześnie jest dla mnie zupełnie zbędny przy normalnym funkcjonowaniu zbiornika. Ale gdzieś tam głęboko w szafce schowany jest gotowy do działania. I co najważniejsze - jest bardzo skuteczny. Moje akwaria zawsze są obsadzone roślinami w znacznym stopniu, zazwyczaj nie mają pokrywy i do tego dbam o poprawną oraz wydajną cyrkulację wspomagając się skimmerem lub stosując filtry kaskadowe. Przy czym, jeśli nie jestem pewien sytuacji, włączam napowietrzanie chociażby na dyszy filtra wewnętrznego. Tak robię np. przy tworzącym się filmie bakteryjnym na powierzchni wody.