ろ過の役割
小さい水槽で、魚やサンゴを飼育するということは、
水量あたりの生物量は、自然下よりもずっと過密になるでしょう。
そうなると、魚の排泄物や残り餌によって水質が悪化し、
生物に有害なアンモニアや亜硝酸、有害な有機物、病原菌が発生しやすくなります。
これらの有害物質を取り除き、
生物に適したきれいな水質を保つことが、ろ過の役割なのです。
ろ過といってもいろいろな種類があり、大きく3つに分類することができます。
それぞれのろ過方式によって、守備範囲が違ってきますので、
組み合わせて、使用するのが一般的です。
では、この3つのろ過について、説明します。
Ⅰ物理ろ過
ウールマットや、プロテインスキマー、砂などでゴミを漉し取るろ過です。
比較的大きな粒子状のゴミ除去が一般的な守備範囲ですが、
プロテインスキマーでは、ウールマットよりも細かいゴミを除去することができます。
ウールマットやプロテインスキマーのゴミ受けカップは、こまめに洗いましょうね。
Ⅱ化学ろ過
活性炭やアルミナ、海養石のように、吸着やイオン交換によってゴミを除去します。
活性炭や海養石は、
黄ばみの原因となるポリフェノール系の小さい有機物の除去に向いています。
アルミナ系のろ材は、リン酸とケイ酸を選択的に吸着できます。
活性炭とアルミナ系のろ材は、
一部の微量元素も吸着しますので、
微量元素添加剤と併用することが望ましいです。
ちなみに、活性炭は、
微量元素をそのままでは吸着しないと言われていますが、
重い元素の多い微量元素は、有機物と結合して錯体を作ると考えられ、
その錯体ごと、吸着ろ材やプロテインスキマーによって
除去されるものと考えられます。
Ⅲ生物ろ過
ライブロックや底砂表面、
一般的な多孔質ろ材（海道システムでは、リングろ材が付属します）
に繁殖した微生物…特に細菌が、
有害物質を分解する(食べる）ろ過のことを言います。
生物ろ過で浄化できる有害物質は、
アンモニア、亜硝酸、硝酸（還元条件下）、各種有機物 です。
いろいろなろ過の中で、この生物ろ過が、もっとも重要だと思います。
新しくセットした水槽では、
ろ材表面に十分なろ過細菌が繁殖していないために、
飼育水中の有害物質が蓄積しやすく、
デリケートな生体は、病気が発生しやすいのです。
そのため、水槽セット初期は、やさしい生物を入れ、
少しずつ生物を増やしていくことが、失敗を減らすコツであります。
市販のろ過バクテリアを併用することで、
ろ過の立ち上がりは速くなると思いますが、
あくまで様子を見ながら少しずつ魚を増やしていきましょう。
生物ろ過は重要である！
という割りに、ベルリンシステムは生物ろ材を使わないじゃないか！とのご指摘はあるでしょうが、
この方式では、生物ろ材を積極的に使うと蓄積しやすく、
サンゴが嫌う硝酸の発生を抑えて、ライブロックや底砂表面に繁殖したろ過細菌と、
プロテインスキマーに水質浄化を依存しているので、生物ろ過にまったく頼らないわけではないのです。
ところで、好日性のサンゴは、排出するアンモニアを体内の褐虫藻が吸収しますので、魚とちがい、
状態がよければアンモニアの蓄積が起きません。
この利点を考慮して、状態の良いライブロックと成長の速いソフト系の好日性サンゴを組み合わせると、
いきなり水槽一杯のサンゴを収容してレイアウトを完成させることも可能です。そうするとサンゴによる
栄養吸収のためにコケの発生も少なく、水槽が上手く立ち上がる場合は多いです。
この方法、これまでの私達が推奨してきました、ステップを踏んでの生物導入方法とは矛盾しますが、
ライブロックや生物の種類、特性を見極められる方なら、アリです。
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システム設置直後…その時に出る有害物質とその対策
海道システムを稼動させてから3ヶ月～半年は、
ろ過槽やライブロック、底砂などに繁殖するろ過細菌量が十分ではなく、
飼育水には有害物質が蓄積されがちです。
別項でご紹介した通り、この期間に水槽に入れても、比較的成功率の高い生き物はいます。
それらの飼育を始めるときや、水槽設置直後のときに、志の高い方は、
市販のアンモニアと亜硝酸測定キットを購入し、水質を測定するのが良いでしょう。
ここでは、これらの有害物質を、個別に説明します。
①アンモニア
生物の窒素代謝の最終産物である尿として、飼育水中に放出されます。
神経系に作用する高い毒性を持ち、
海水魚の場合、0.5mg/ｌ もあると生物に悪影響が出てきます。
水槽設置直後にたくさんの魚を入れたり、餌をやりすぎたり、
不潔なライブロックを、掃除せずに水槽に入れたりして起きることがある水槽崩壊は、
このアンモニア、もしくは亜硝酸が、直接原因である場合が多いようです。
この危険なアンモニアですが、下記の対策を行うことで、リスクを減らすことができます。
●新規水槽立ち上げ時に、底砂として、
アンモニアを分解する働きをする、ろ過細菌が付着したライブサンドを入れる。
●よくキュアリングされた良質のライブロックを使用する。
ライブロック表面の硝化細菌が、アンモニアを分解する働きをします。
●プロテインスキマーで、アンモニアの発生源のひとつである有機物を取り除く。
●頻繁な換水を行う。
高性能プロテインスキマーを装備した海道システムに、
カリブシーライブサンドと、よく洗浄したライブロックを入れれば、
アンモニアと亜硝酸の問題はかなりクリアーできるのです。
②亜硝酸
ろ過細菌の一つである硝化細菌によって、
アンモニアが分解され、硝酸へと酸化される過程で発生するのが亜硝酸です。
水槽設置後、1ヶ月ほどすると発生し、
亜硝酸分解菌が繁殖すると自然に消えていくことが多いのですが、
餌を与えすぎたり、魚の量が多すぎて処理が追いつかないと、
アンモニア共々発生することもあります。
亜硝酸は、アンモニアより毒性が高く、魚の呼吸阻害を起こします。
特に、ヤッコ系の魚や、一部のサンゴは亜硝酸にとても敏感なのです。
対策は、アンモニアとほぼ同じです。
③有害有機物
システム立ち上げ直後には、アンモニア・亜硝酸と共に、
たんぱく質・糖質・脂肪といった有機物が水中に蓄積しやすいと考えています。
これらの有機物の具体的な毒性は明らかではありませんが、
過剰に存在すると水中を浮遊している細菌の餌となり、細菌性の病気の原因となる、
と考えられます。
生物ろ過が立ち上がるまでの有機物対策には、下記が有効です。
●プロテインスキマー
●活性炭
●ゼオライト
●換水
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システム設置数ヵ月後（ろ過が安定した後）…水中に蓄積されがちな物質と その対策
海道をシステムを設置して、数ヶ月が経過しますと、
生物ろ過が立ち上がり、
アンモニアや亜硝酸といった毒性物質の心配はなくなってきますが、
下記のような物質が蓄積されてきますので、対策が必要となります。
①硝酸
アンモニアが、ろ過細菌（硝化細菌）により分解され、硝酸が生成、蓄積されていきます。
硝酸は、魚に対する毒性は比較的低いのですが、コケの原因になりますし、
石サンゴ全般、特にミドリイシ系のサンゴには大敵です。
魚に入っている水槽で、完全硝酸ゼロ化は難しいのですが、
対策としては、下記になります。
●換水量、換水頻度を増やす。
●海藻を植えて硝酸を吸収させる。
●底砂を厚く敷いて、そこに酸欠状態を作り、脱窒を行う。
脱窒系添加剤が効果的。
●魚と好日性サンゴ（硝酸を吸収する）の量的バランスをとり、
硝酸が蓄積しない環境にする。
●硝酸吸着剤を使用する。
●給餌量、魚の量を減らす。
②リン酸
餌に多く含まれるために、水槽内では蓄積しがちな成分です。
この成分は、生物には必須あり、
魚やソフトコーラル、イソギンチャクには害は無いのですが、
石サンゴ全般には有害です。
また、コケ大発生の原因になります。
対策は下記の通りです。
●換水量、換水頻度を増やす。
●海藻を植えて、リン酸を吸収させる。
●底砂を厚く敷いて、酸欠状態を作り、脱リン酸反応を起こさせる。
●魚と好日性サンゴ（硝酸を吸収する）の量的バランスをとり、
リン酸が蓄積しない環境にする。
●リン酸吸着剤、除去剤を使用する。
●給餌量、魚の量を減らす。
③ケイ酸
海水中にもともと2mg/ｌ 程度含まれており、
石サンゴの骨格に多く含まれる物質です。
しかし、過剰なケイ酸は茶ゴケ（珪藻）大発生の原因になります。
また石サンゴ（特にLPS)はケイ酸の高濃度蓄積に弱く、開きが悪くなったり、
症状が悪化すると死亡する場合もあります。
地域によっては、水道水のケイ酸濃度が高く、10mg/ｌ 以上あることもあります。
特に、蒸発の激しい水槽に、ケイ酸濃度の高い水道水を頻繁に足していくような状況では、
飼育水のケイ酸濃度は、どんどん高くなります。
水槽を立ち上げて半年以上経過しているサンゴ水槽で、
茶ゴケの発生が多く、石サンゴがうまく飼えない場合は、
ケイ酸が原因である可能性は高いです。
対策は下記の通りです。
●ケイ酸吸着剤（例：コーラルライフ・シリケートリムーバー）を使用する。
ただし、アルミナ系のケイ酸吸着剤は、一部の微量元素も吸着しますので、
使用量を必ず守り、微量元素添加剤と併用してください。
●ROろ過水を使用する。
ROろ過（逆浸透膜ろ過）装置は純水に近い処理水を得ることができます。
ただし、機材の種類によって、ケイ酸除去率が異なる場合がありますので、
購入前に確認されることをお奨めいたします。
ROろ過装置は、原水に含まれる硝酸、リン酸も除去できますので、
ハードコーラルを状態良く飼育するには、
大変効果的です。
④黄ばみ物質
餌を与える水槽では、飼育水中に黄ばみが蓄積されていきます。
黄ばみは、ポリフェノール系難分解性有機物が原因である場合が多いでしょう。
黄ばみそのものの毒性は低いのですが、
飼育水が黄ばむと、観賞の妨げになります。
対策は下記を行えば良いでしょう。
●活性炭を利用する。
●多めの換水を行う。
●殺菌灯を使用する。
⑤ナトリウムと塩素
蒸発した飼育水に、淡水や、添加剤を足し続けますと、
それらに含まれるナトリウムと塩素が飼育水に蓄積されていきます。
両者とも、海水中に最も多量に含まれている成分ですから、
それほど深刻になる必要はないと思いますが、
塩素の比率が高くなる、
つまり、イオンバランスが崩れ、生物に悪影響があると言われています。
これを防止する策としては、
●定期的に70～80％の大量換水を行う。
●水槽のフタをする。
飼育水の蒸発を低減でき、淡水補充の頻度を減らすことで、
淡水由来のナトリウムと塩素の蓄積を防ぐことができる。
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