Цеоліт в акваріумі: вся правда без купюр!
Все про застосування цеоліту в акваріумі
Про застосування цеоліту в акваріумі можна зустріти багато різношерстої, недостовірної, заплутаною і неоднозначною інформації. У цій статті, нам би хотілося в простій формі і без зайвої розмитості донести суть цеоліту та доцільність його застосування в акваріумістики.
Якщо стиснути поняття цеолітів до мінімуму, то можна сказати, що цеоліти - це велика група близьких за складом і властивостями мінералів, водні алюмосилікати кальцію і натрію з підкласу каркасних силікатів, зі скляним або перламутровим блиском, відомих своєю здатністю віддавати і знову поглинати воду в залежності від температури і вологості. Іншою важливою властивістю цеолітів є здатність до іонного обміну - вони здатні селективно виділяти і знову вбирати різні речовини, а також обмінювати катіони.
Найбільш поширені представники групи цеолітів - натролит, шабазіт, гейландит, стильб (десмин), морденіт, Томсон, ломонтіт, клиноптилоліт.
Зі сказаного можна зробити висновок, що цеоліт - це сорбент і ионит. А також те, що важлива природа цеоліт. Зустрічається близько 50 видів природного цеоліту і більше 150 видів синтезованого штучно. Відразу забіжимо вперед і скажемо, що клиноптилоліт - той природний цеоліт, який найкраще застосовувати в акваріумістики.
Сорбційні властивості цеоліту. Природний цеоліт набухає у воді і може, за даними сільськогосподарської літератури, вбирати до 70% води від свій маси. Це означає, що цеоліт здатний, по аналогії з активованим вугіллям, утримувати в собі деякі речовини. Серед акваріумістів постійно виникають дискусії з приводу сорбційних властивостей цеолітів. Багато з яких зводяться до того, що цеоліт поганий сорбент. Але! Якщо вникнути глибше, в суть цеоліту, то його гідність - це аж ніяк не «механічна сорбція». Нижче представлені лабораторні дослідження з даного питання.
Сорбційні характеристики цеоліту та активованого вугілля.
Найменування речовин забруднювачів | Ступінь очищення в% в фільтрах | |
вугілля | цеоліт | |
аміак | 32,0 | 73,0 |
бензол | 90,0 | немає даних |
Бор | 72,0 | 71,0 |
Залізо | 70,0 | 99,9 |
кадмій | немає даних | 95,0 |
кальцій | немає даних | 75,0 |
мідь | 78,0 | 85,0 |
Марганець | 72,0 | немає даних |
магній | немає даних | 73,0 |
миш`як | 93,0 | немає даних |
нітрити | 39,0 | немає даних |
нітрати | 13,0 | немає даних |
свинець | 90,0 | 99,9 |
стронцій стабільний | немає даних | 90,0 |
стронцій радіоактивний | немає даних | 92,0 |
ртуть | немає даних | 99,9 |
фосфати | 71,0 | 66,0 |
фенол | 90,0 | немає даних |
хлор | 92,0 | немає даних |
хлорорганика | 90,0 | немає даних |
цинк | немає даних | 95,0 |
цезій 137 | немає даних | 92,0 |
МЕДОС цеоліт
Самим головне в цеолітах - це те, що він є іонітом! А точніше катионитом! У цьому його користь!
Іоніти - тверді нерозчинні речовини, здатні обмінювати свої іони на іони з оточуючого їх розчину. Іоніти поділяються на катіоніти, що поглинають катіони, і аніоніти, що поглинають аніони.
Цеоліт - це мінерали з групи водних алюмосилікатів лужних і лужноземельних елементів, які характеризуються наявністю тривимірного алюмокремнекіслородного каркаса, що утворює системи порожнин і каналів, в яких розташовані лужні, лужноземельні катіони і молекули води. Загальний обсяг системи порожнин і каналів цеоліту складає до 50% обсягу каркаса цеоліту. Катіони і молекули води слабо пов`язані з каркасом і можуть бути частково або повністю заміщені шляхом іонного обміну і дегидрации. Іонообмінні властивості цеолітів визначаються особливостями хімічної спорідненості іонів і кристалічної структури цеоліту.
Встановлено здатність цеолітів адсорбувати радіоактивні іони цезію з розчинів, видаляти NH4+, витягувати іони Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag та інших металів.
До слова, і наприклад, у природних катионитов встановлені наступні ряди селективності:
шабазіт
Li+< Ca2> Ba2 +, Na+
морденіт
Zn2+< Cu2>
серпентиніт
Mn2+ < Zn2>
Бентоніт
Cr3+< Fe2>
І ось ми тихим сапом підкралися, до суті, цеоліту - видаляє іони амонію NH4 +! Це найголовніше властивість, яке ми можемо застосувати в акваріумістики. Багатьом з вас знають, що таке азотний цикл в акваріумі. Для початківців ж коротко пояснимо: будь-яка органіка в акваріумі мінералізується мікроорганізмами (бактерії / грибки) в NH4 / NH3 амоній / аміак, потім нитрификаторов він переводяться в нітрит NO2, потім в нітрат NO3, а далі за допомогою процесів денітрифікації нітрат розкладається до газоподібного стану - N або споживається рослинами, як джерело азоту. За посиланням вище, ви можете більш детально дізнатися про ці процеси.
Азотний цикл в акваріумі С.Спотт
Так ось, NH4, NO2, NO3 - це отрути, страшні отрути, це першопричина всіх акваріумних бід і нещасть: хвороби, загибель рибок та інших гідробіонтів, першопричина водорослевих спалахів. Допустимі концентрації в акваріумі: NH4 - 0, NO2 - 0, NO3 до 50. У стабільному акваріумі, де чітко налаштований біобаланс проблем з азотистими сполуками не буває. Але, часто у новачків виникають з цим проблеми через неправильне догляду і перенаселення акваріума, з інших причин.
Що робити в такій патовій ситуації ?! Безумовно, потрібно налагоджувати біологічну рівновагу: усувати причину дисбалансу і високих концентрацій отрут, регулярно підмінювати частину води на свіжу, застосовувати препарати блокують азотисті, наприклад, Sera Toxivec, застосовувати стартові препарати - концентрати бактерій нитрификаторов типу Tetra SafeStart.
Однак, одним з найбільш ефективних засобів у вирішенні цієї проблеми буде цеоліт. Що він робить в даній ситуації? Забираючи на себе катіони NH4 +, він стає блокатором азотистих - тримає амоній в собі і не дає йому далі нітріфіціроваться в NO2, NO3.
Допитливий читач, напевно, запитає: «Окей, ФанФішка! Ну, а наскільки цеоліт ефективніше інших заходів »? Наша відповідь буде такою: спираючись на особистий досвід і форумную практику, очевидно, що цеоліт - це саме ефективно-екстрений засіб для нівелювання концентрацій азотистих. І ось чому. Всі стартові препарати - це концентрати нитрифицирующих бактерій, які прибирають NO2, NO3. Вони не можуть діяти миттєво, бактеріям потрібно певний час для того, щоб переробити азотистих, крім того є інші фактори не дозволяють ідеалізувати стартові препарати і зводити їх в панацею. препарати типу Sera Toxivec миттєво блокують аміак / амоній NH4 / NH3 і NO2, за аналогією з цеолітом не даючи перейти їм в NO3. Але! Але штука вся в тому, що ці препарати саме блокують, а не видаляють з води азотисті, вони просто переводять їх в безпечне для гідробіонтів форуму, грубо кажучи, препарат дає шанс рибам не отруївся доти, поки акваріуміст налагодить біобаланс: підмінами води, посиленням фільтрації, аерації, розсаджуванням риби і т.д. На що може піти тижні.
У чому козир цеоліту? Він оперативно "бере в оборот" амоній і утримує його не в воді, а саме в собі. Все що потрібно аквариумисту - це дістати його з фільтра після ліквідації азотистого ПП.
Результати фільтрації господарсько-побутових стоків на фільтрі з цеолітової завантаженням.
час | Обумовлені компоненти, мг / дм3 | |||||||||||
година | зважу. | окис | Ступінь очищення від | |||||||||
pH | в-ва | NH4+ | Ca2+ | Mg2+ | NO2 | NO3 | Feобщ. | ність | NH4+ | зважу. в-в | Fe | |
Вих. вода | 7,8 | 78 | 19,2 | 82,0 | 40,8 | 1,44 | 36,0 | 1,68 | 12,8 | |||
10.00 | 7,8 | 106 | 4,2 | 26,0 | 7,2 | 0,8 | 17,36 | 2,66 | 18,9 | 78,9 | ; | ; |
11.00 | 7,5 | 6,7 | 0,98 | 62,0 | 13,2 | 1,32 | 32,24 | 1,12 | 15,3 | 94,9 | 91,4 | 33,3 |
12.00 | 7,7 | 5,0 | 1,0 | 64,0 | 16,8 | 1,29 | 27,9 | 1,09 | 15,4 | 94,8 | 93,6 | 35,1 |
13.00 | 7,7 | 4,6 | 1,7 | 70 | 24 | 1,12 | 27,9 | 0,63 | 17,6 | 91,1 | 94,1 | 62,5 |
14.00 | 7,8 | 5,3 | 1,8 | 72 | 25 | 1,27 | 25,4 | 0,7 | 14,4 | 90,6 | 93,2 | 58,3 |
15.00 | 7,8 | 5,2 | 2,2 | 72 | 30 | 1,25 | 27,9 | 0,91 | 14,1 | 88,5 | 93,3 | 45,8 |
18.00 | 7,7 | 4,2 | 3,7 | 78 | 34,3 | ; | ; | 1,47 | ; | 80,7 | 94,6 | 12,5 |
Важливі не тільки слова, а й факти. Таблиця вище - забійний аргумент на користь цеоліту! За вісім годин роботи, він прибрав звірячі концентрації NH4 в стічних водах! А ось таблиця нижче, показує нам, як довго працює цеоліт.
Час роботи фільтра | 2 годину | 4 годину | 6 годину | 12 годину | 1 добу. | 2 доби. | 3 діб. | 4 сут. | 5 діб. | 7 діб. |
Ефективність очищення від NH4 +,% | 94 | 91 | 80 | 77 | 66 | 65 | 57 | 49 | 31 | 20 |
Як вбачається з таблиці ефективність цеоліту на сьому добу істотно знижується. Однак, випробування були проведені в стічних водах. В акваріумі таких забруднень немає. Орієнтовно термін використання цеоліту в акваріумі - 1-2 місяці. Більш точні терміни вам ніхто не назве, оскільки багато що залежить від індивідуально взятих умов акваріума, параметрів води і якості самого цеоліту.
Отже, підбиваючи підсумки по цеоліту, як матеріалу для фільтрації, можна сказати, що цей алюмосиликат - порятунок для тих, у кого стався спалах азотистих і фосфатів і необхідно диво =)
Використання цеоліту в стабільних акваріумах - справа неоднозначне, тому що їм можна збити "азотну ланцюжок", тобто може бути порушена рівновага: "азотистая їжа" і відповідним колонія "їдців бактерії". В іншому, це можна віднести і до активованого вугілля і до інших акваріумних препаратів. Важливо застосовувати їх правильно і за призначенням.
Кращий цеоліт для акваріума - це клиноптилоліт, так як він найбільш ефективно адсорбує амоній. У той же час і інші цеоліти досить непогано справляються з цим. У цьому питанні не малу роль грає ціноутворення. Якщо в цеолітах міститься 60-80% кліноптілоліта він значно дорожче. Зверніть увагу, що краще використовувати природні калієві цеоліти або натрікалівие - цеоліти для сільського господарства і тварин (в зоомагазинах інших немає). Натрієві цеоліти, як правило використовують для осушення газів. Хоча, це питання дуже специфічний через різноманіття цеолітів.
цеоліт фото
Хімічний склад цеолітів в спрощеному вигляді може бути представлений формулою: | Mx / n |•[(AlO2) x•(SiO2) y]•zH2O, де М - катіони з валентністю n (зазвичай це Na +, K +, Ca2 +, Ba2 +, Sr2 +, Mg2 +), z - число молекул адсорбованої води, а ставлення у / х може змінюватися в широких межах від 1 у разі низькокремнистий цеолітів А і Х до & infin-, як це має місце в разі кристалічних сілікалітов. В останньому випадку концентрація катіонів M в цеолітах прагне до нуля. Це означає, що багато що залежить від природи цеоліту. Безумовно, можна попросити у виробника сертифікат на цеоліт, щоб бачити орієнтовний склад, але погодьтеся від партії до партії складу може змінюватися і тільки Всевишньому відомо, який він насправді.
Також зверніть увагу, що цеоліти іонізують Ca і Mg, а значить пом`якшують воду. У більшості регіонів нашої країни вода жорстка, тому така властивість цеоліту можна звести в плюс.
Цеоліт і акваріумні рослини
Мабуть - це все, що можна сказати про цеолітах! А ні! Не всі. З урахуванням ионогенной специфіки цеолітів їх можна застосовувати в акваріумах травниках. З давніх часів землеробство і рослинництво використовує властивості цеолітів, вони здатні поліпшити грунт:
1. Цеоліт виступають в ролі акумуляторів і регуляторів поживних елементів грунту. Акумуляція і регулювання поживних елементів особливо важливі для тих іонів, які легко вимиваються - NO-і NH +, або швидко перетворюються в недоступні для рослин форми: фосфор, залізо, цинк, марганець і т.д. Так, цеолітовий щебінь зменшує вимивання азоту з грунту в 4-5 разів. У підсумку це дозволяє рослинам ефективно використовувати поживні речовини грунту і добрив.
2. Знизити надходження в рослини токсичних речовин і радіонуклідів з грунту. Цеоліт адсорбує знаходяться в грунті радіонукліди та важкі метали, переводить їх у зв`язаний стан, таким чином, вони не вимиваються з грунту і не поглинаються рослинами.
3. Цеоліт сприяють зниженню нітрифікації азоту в ґрунті і значно зменшують вміст нітратів в урожаї.
4. У тепличних господарствах використання цеолитового субстрату (суміш торфу і цеоліту) дає прибавку врожаю овочів до 60%, збільшує вміст вітамінів до 70%.
5. Вирощування на цеолітовий субстраті розсади суниці та квітів - гіацинтів, гвоздик, тюльпанів забезпечує високу схожість насіння, гарне вкорінення, розвиток потужної кореневої системи, проростання насіння на 25-30 днів раніше.
Фактично те ж саме стосується "симбіозу цеоліту з акваріумними рослинами". Цеоліт виступає, як буфер корисних макро і мікро-елементів, які споживаються рослинами. Давайте більш детально розглянемо, що відбувається при додаванні частини цеоліту в грунт. По-перше, цеоліт бере на себе іони амонію. По-друге, як уже було написано обмінюється з катіонами металів, які є мікро-елементами необхідними для рослин (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co). По-третє, самі селективно виділяти в воду речовини (склад цеоліту: Al2O3 - 12,9-13,2% - SiO2 - 66,2-78,3% - К2O - 4,0-4,8% - Na2O - 1, 8-2,2% - CaO - 1,8-2,4% - Fe2O3 - 0,8-1,2% - V - 0,0003% - Mn - 0,001% - Cu - 0,001% - Be - 0,001% - Rb - 0,001% - As - 0,03% -).
Таким чином, можна сказати, що цеоліт в акваріумному грунті виступає, як Перший національний "Банк рослинних смачненького" =). Але, як же так, вигукне допитливий читач! Адже рослини споживають азот - N з NO3, причому тут NH4 !? Та й взагалі, він же утримує все в собі, яка від цього користь рослинам!?
Насправді, Природа - це унікальна чарівниця, вона все придумала! І часом дивуєшся наскільки закони Природи таємничі, унікальні і чудові!
По-перше, спочатку потрібно розвінчати міф, який бродить по всьому акваріумних інтернет-ресурсів, про те, що акваріумні рослини беруть азот тільки з NO3. Це далеко не так. Якщо ви уважніше подивіться на картинку азотного циклу, яка опублікована вище, то побачите, що стрілочки до рослин ведуть не тільки від NO3, але і від NO2, і NH4. Картинка була взята з чудової книги С.Спотт "Зміст риб в замкнутих система". Більш того, наукові сільськогосподарські джерела стверджують, що при малих концентраціях NH4 рослини воліють брати азот саме з NH4, а не з NO3.
По-друге, необхідно пояснити, як цеоліти віддають рослинам потрібні елементи. Відбувається це досить просто і в той же час хитро. Коріння всіх рослин здатні виділяти кислоти, а точніше полігалактуронових кислоти, пектини за коштами яких відбувається іонообмін. Ось більш детально, як це відбувається: "Метали проникають через коріння в розчинній формі - у вигляді вільних іонів або комплексних сполук. Первинне поглинання катіонів металів з ґрунтового розчину здійснюється епідермісом кореня з кореневими волосками в результаті дифузії до поверхні кореня і обмінної адсорбції на негативно заряджених групах полігалактуронової кислоти, пектинових і інших речовин, локалізованих в паренхімі кореня. Паренхіма, що включає клітинні стінки кори кореня і міжклітинний простір, займає не більше 10% обсягу кореня. дифундує молекулам води і іонів вона надає лише слабкий опір. У молодих коренів рослин катіонообменная ємність паренхіми вище, ніж у старих коренів. Адсорбовані в проникному просторі кореня іони надходять через клітинну стінку в ендодерму (внутрішній шар клітин кори) і далі до інших клітин рослин...
Якщо спростити сказане, то суть зводиться до того, що посредствам кореневих виділень відбувається виборчий іонний обмін на потрібні рослині елементи знаходяться в цеолітах (в грунті, водному середовищі). При цьому в цеолітах вивільняється "вільне катіонна місце" і він знову притягує до себе з середовища "новий катіон". Таким чином, можна сказати, що цеоліт це акумулятор, буфер і регулятор речовин необхідних для рослини. Він накопичує і віддає за запитом рослини потрібні в даний момент елементи!
Ось такі ось дивні властивості привносить цеоліт в нашу акваріумних-рослинне життя. Тепер давайте поговоримо про нюанси.
По-перше, варто сказати, що практичним шляхом доведено, що рослини краще харчуватися через кореневу систему, а не через лист, навіть длінностебельние. Мабуть, тільки мохів і водоплавним рослинам (ряска, пистия і т.д.) не потрібен цеоліт.
По-друге, потрібно розуміти, що обмін катіонами цеоліту і коренів буде відбуватися тільки при безпосередньому контакті.
Коріння рослини облягаючі камені
Напевно, деякі з вас використовували фірмові акваріумні підкладки, і бачили відносно рідкісні камінці 5 -10 мм. Як правило - це і є цеоліт. Але! По відношенню до коріння рослин, ці камінчики просто поодинокі горбилі. Потрібен винятковий, максимальний контакт. Домогтися цього можна тільки великою кількістю дрібнофракційних цеоліту. Є рекомендація, що найкраща фракція цеоліту для рослин - це мікронізірованний цеоліт, із середнім розміром частинок 5 мікрометрів (0,005 мм).
Однак, варто сказати, що така цеолитовая фракція дуже дорога через складність виробництва, продається вона оптом для використання в медицині. У зоомагазинах, та й в інтернеті особливо, ви таку фракцію не знайдете. Так, дрібнозернистий катионит має більш високу ємність, ніж крупнозернистий внаслідок більш розвиненою поверхні. Але з іншого боку, чим дрібніше зерна катіоніту, тим більше його гідравлічний опір і витрата електроенергії на фільтрування води, тому оптимальні розміри зерен іонітів для акваріумного грунту ~ 0,3 - 2 мм. І ще за законами фізики дрібна фракція проникає крізь більшу і опускається на дно, що недобре, тому що не буде рівномірного розподілу.
Фракція цеоліту для акваріума
По-третє, не варто боятися, що цеоліт буде витягати всі добрива з води. Іонна ємність цеоліту небезмежні, він накопичує в межах своїх можливостей і тримає елементи. Інші елементи знаходяться у воді і витягуються тільки в разі вивільнення рослиною "катіонного місця". Загальна рекомендація по кількості - 20-30% цеоліту від всієї акваруімной підкладки.
По-четверте, все ж варто розуміти, що цеоліт - це не цар і Бог. Насправді, іонним обмінному або як його ще називають наші акваріумісти - СЕС (Cation Exchange Capacity), хоча по-російськи - це звучить катіонного обміну Ємність - КУО =) ... володіють не тільки цеоліти. Той же торф, веремкомпост та інші гумати володіють ім. Єдине але - вони є вичерпними: споживаються рослинами, зменшуються і состветсвенно зникає іонообмінних ємність. Цеоліт - монлітом лежить в грунті і нікуди не зникає. Тобто, є постійним, стабільним іоннообменніком!
Ось і вся правда про застосування цеоліту в акваріумі! Тепер ви з повним усвідомленням справи можете купувати і пріментять його для своїх акваріумних потреб. хай щастить!
Відео про цеолітах
