今回はクワガタではなく、アクアリウムについて初歩的な話をしてみようと思います。
既にアクアリウムをされている方にとっては本当に基本的な話になるので有益な情報は無いかも知れません、これからアクアリウムをはじめてみようという方の参考になれば幸いです。

アクアリウムで魚を飼育する場合、定期的に水槽の水の入れ替えを行うのが常識です。
水槽の水は時間の経過とともに揮発し目減りしてゆきますが、その都度水を足せばよいのではないか、そう考える人もいるかもしれません。
しかし、水を入れ替えるという作業には単に水槽内を綺麗にするという以上の意味があるのです。


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魚は当然生き物ですので、排泄をします。
その際NH3(アンモニア)が排出されるわけですが、このアンモニアは毒性が強く危険です。
アンモニアと聞くとすぐに水に溶けイオン化してアルカリ性の水溶液になってしまうことをイメージされるかもしれませんが、水質がアルカリ性に傾くことよりも増えたアンモニウムイオンが水温の上昇などにより元のアンモニアに戻ってしまうほうがよっぽど危険なのです。
しかし、このアンモニアの毒性を弱めてくれる生物が水中には存在しています。
それはバクテリアです。そんなものを水槽に入れた覚えはないと仰る方がいらっしゃるかもしれませんが、バクテリアは土壌、水中、大気中、上空8000mの大気圏、熱水鉱床、海底、南極の氷床など人間が住むことすらできないありとあらゆる所に分布しています。
空気を伝って簡単に伝播しますので、魚を入れてから数日以上経過している水槽にはほぼ確実にこのバクテリアが繁殖しているはずです。



バクテリアにはいくつもの種類があり、全てが魚にとって有益なわけではありません。
特にアクアリウムで役に立ってくれるバクテリアは先に述べたアンモニア含む窒素化合物に対して作用してくれる好気性バクテリアです。
このバクテリアはアンモニアをより毒性の低い硝酸へと変化させてくれます。
アンモニアを酸化させ亜硝酸イオンへと変えてくれるニトロソモナス属等、
亜硝酸イオンを酸化させ硝酸イオンへと変えてくれるニトロバクター属等、
2種類バクテリアの働きにより、最終的に毒性の高いアンモニアから毒性の低い硝酸イオンへと変えてくれます。この一連の流れは好気性バクテリアによる「硝化」と呼ばれます。

アンモニアの酸化
NH3 + (3/2)O2 → NO2- + H2O + H+
亜硝酸の酸化
NO2- (1/2)O2 → NO3-
2つをまとめた化学式
NH3 + 2O2 → NO3- + H2O + H+

科学式を見ていただければ分かる通り、魚から排出されたアンモニアに対して硝化が進むと、
水中の水素イオンと毒性のある硝酸がどんどんと増加してゆきます。
好気性バクテリアに頼った生物濾過ではこの硝酸が最終物となるので、ただ水を足してゆくだけでは、この硝酸イオンを取り除くことができません。必ず人の手で取り除いてあげる必要があります。
これが水槽にただ水を足すだけでは不十分であり、水の入れ替えを行わなければならない理由です。
ちなみに水を入れ替えることで、硝酸イオンを栄養とする藻類の繁殖を抑える効果も期待できます。
では、今回はこのへんで。