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各种常见过滤方法

箱内过滤器有过滤砂层和小型循环水过滤泵两种。

砂层过滤法是利用水族箱底部的砂层培养硝化细菌,通过硝化细菌的生理功能来净化水质。

其优点是水质一旦转清,就能较长时间地保持水质的稳定。

缺点是净化水质的时间较长。

砂层过滤法多见于以展览观赏为主的水族馆。

是一种辅助性的生化过滤法。

其制作工艺过程是:

在水族箱底部排放塑料管道网,塑料管道每10厘米锯割一个细缝,水族箱底安装一个出水口,然后在底部管道网的上面覆盖两层纱窗网,再在纱窗网上铺满面10~20厘米厚的碎石料或珊瑚砂作砂层过滤床。

水族箱底部的出水口用管道接一个机械抽水泵,这样砂层过滤管道网安装完毕。

其原理是:

当抽水泵工作时,水族箱内的水通过砂床渗透到底部管道中,并通过底部管道网汇入出水口,抽水泵将水族箱中的水抽出并通过管道重新注入水族箱中,使水族箱内的水形成环流动状态

近几年来市场流行的小型循环过过滤器,适用于单缸水族箱。

它是家庭观赏水族箱中净化水质的主要设备。

它的长度在0.5米左右,可放在水族箱的顶端。

过滤箱内底板是带有网孔的,上面铺一层海绵,放上活性炭,活性炭上面再铺一层海棉,组合成水质过滤层。

其原理是,循环水过滤泵的进水口是一段塑料管,它直接插入水族箱中,出水口用一段塑料弯管通到过滤箱内,这样接通电源后,水族箱内的水被不断地吸到过滤箱内,慢慢渗透,通过活性炭过滤层,并从过滤箱的底板网孔中流出,形成一种循环流动的过滤水水族箱内的容水量在100~200千克时,一般每天使用6小时,水质就可以由混浊变澄清。

若水族箱容水量较大,连续开启过滤泵。

过滤材料海绵一般每周清洗1~2次,活性炭每1~2个月要清洗一次。

参照水色的澄清度,要定期清洗过滤材料,防止过滤层中空隙因积聚垃圾太多而影响过滤效果。

(如图)

箱外过滤器是指设立在水族箱外的、具有一种容水量的封闭式和开放式过滤器。

主要应用于中小型水族馆中。

封闭式箱外过滤器的工作原理是将箱中的水通过水面平衡管道自动流入箱外过滤器中,再用一台机械泵将过滤后的水重新注入箱中,完成水的循环过滤(如下图)是封闭式箱外过滤器。

开放式箱外过滤器的主体是一个长方形的生化过滤箱,水族箱中的水注入过滤箱内,并通过滤材而渗透出来,再用过滤箱内的机械泵返回水族箱(如下图)。

生化过滤箱是一个长1.5米、宽1米、高1.3米的长方形立体箱,其材料是无毒性的聚乙烯塑料,厚度一般在2厘米以上,质地坚实牢固。

按照设计尺寸将塑料板切割成形,制作出过滤箱的四壁。

然后用焊枪产生的200度高温,利用塑料焊条将塑料板粘合在一起,构成长方形的过滤箱。

过滤箱内部再分隔成几个小室,分别放置几种不同性能的过滤材料。

生化过滤箱内部分为粗过滤室、细过滤室、生化滤材过滤室和蓄水室。

其中粗过滤室中主要放置以睛纶棉、海棉、人工纤维、人工海藻等主为的过滤材料,它是作用是将水中大颗粒物质滤除;细过滤室内主要放置以碎石、珊瑚石、活性炭等为主的过滤材料,功能是将水中小颗粒物质、金属离子等滤去;生化滤材过滤室主要放置生物球,功能是吸附水中的有益菌体硝化细菌,利用硝化细菌将水中有害的氧、氮化合物、硝酸盐、亚硝酸盐等转化为无害的氮,达到深层次净化水质的上的;畜水室是将过滤后的水质贮存,再用机械泵抽出返回到水族箱中,这就是水质的循环过滤过程。

由于水族箱中的水在生化过滤箱中层层过滤,其水质较清流澈透明,保持时间较长。

(如下图)是开放式箱外过滤器。

 

影响活性碳过滤效果的因素和使用方法

活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。

水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能。

当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。

所以,水质的PH不稳定,也会影响到活性炭的吸附能力。

  活性炭的吸附原理是:

在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。

但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。

如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。

所以,活性炭应定期清洗或更换。

  活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。

一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大。

所以,粉末状的活性炭总面积最大,吸附效果最佳,但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中,难以控制,很少采用。

颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,其吸附能力强,携带更换方便。

  活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比,接触时间越长,过滤后的水质越佳。

注意:

过滤的水应缓慢地流出过滤层。

新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净,否则有墨黑色水流出。

活性炭在装入过滤器前,应在底部和顶部加铺2~3厘米厚的海绵,作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去,活性炭使用2~3个月后,如果过滤效果下降就应调换新的活性炭,海绵层也要定期更换

活性碳的效率需视很多的因素而定,水族箱的设缸时间越短,活性炭更换次数就需越频繁(约一个月一次),设缸时间越久的水族箱,活性炭在水族箱中的有效时间就越久(约四个月以上)。

活性炭最好是放在网袋中然后再将它系紧固定。

装满活性炭的袋子可以放在外部的过滤器中,或放在滴流式过滤器的水槽中。

必要时,可以强迫全部的水流通过活性炭,但在某种情况下这会增加过滤器运转的阻力并减低其效用。

然而因为活性炭的作用非常的慢,所以建议采用部分的水流通过活性炭过滤器即可,这样不会影响到过滤器的抵抗性。

这个方法的好处在于好氧性与厌氧性细菌可以同时生长在过滤器中,好氧性细菌可行氧化分解作用,而厌氧性细菌会在活性炭的无氧地带,将硝酸盐分解成氮气。

因此活性炭过滤材料会随着时间,由化学的过滤性质转变为生物的过滤性质。

 

活沙过滤法简介或许最近鱼友们或多或少都听过活沙过滤法了,但是很遗憾的是这并不是一项新的水族过滤技术,早在好几年以前这个概念便已经形成,而要说是由谁所发明的也难以考察了,在欧美这个技术可以说是最令水族爱好者所感兴趣的喔,不过或许是台湾水族的资讯传递的不是那麼好,以致於有许多鱼友也是最近才听到的,包括我自己也是,当然啦!

假设你是一位常逛外国网站的人我想你应该早有耳闻了。

虽然这个概念老早就有了,不过活沙过滤的形式及设置的程序却还在不断改进研究当中。

先说明一下活沙过滤法能带给我们哪些传统过滤法所不能达到的优点,或许你会对这个新的过滤法更感兴趣:

◎有效降低缸中持续升高的硝酸盐含量。

◎由於由海底引进的硝化菌与脱氮菌,提供缸中更接近自然与更高效率的过滤效果。

◎预防缸中不正常的营养盐累积,而导致缸中藻类的过度氾滥。

◎提供缸子高稳定的水质,并减少换水的频率。

◎大大减少鱼缸过滤硬体设备的成本,且简化系统维护的程序。

◎提供缸中生物更近似自然环境

你是否也觉得上面的优点几乎解决目前所有过滤器所共有或存在的缺点呢?

是否也怀疑它的功效真的有如此的强大吗?

让我们先说明一下何谓活沙过滤系统,活沙过滤法其实跟传统的底沙过滤法是有点像的,下面的这张佈置图就是活沙过滤法在缸中的佈置情形

佈置的方式跟传统的底沙过滤是有点像的,不过详细的佈置法却跟传统的底沙过滤法差异十分大喔。

最大的差异在於我们不再以马达将水强制的通过过滤表层,纯粹靠的是水中氧气浓度的不同而以扩散的效果来达到流动,这麼说或许有点不懂不过下面会针对这边加以介绍!

〔1〕这一层主要是由粒径在於0.5㎜~1㎜的细沙所组成,厚度在1英吋到2英吋之间,主要的功能在於除去缸中的有毒物质氨及亚硝酸盐,其功能有点像我们一般的过滤器的主要功能,而由於所选用的沙子较细,相对也提供给我们更多的表面积让硝化菌帮我们过滤水质,但是也是由於此层是高耗氧区但是又是由细沙所构成难免会有氧气不足的顾虑,所以在这一层我们还要特别引入一些栖息於底沙的生物,帮助我们翻动这一层的沙子,让其不会有缺氧的现象。

至於这一类的生物有沙蚕、海参、一些贝类、螺类、或是特殊会钻沙的鱼类以及某些会翻砂的虾蟹类如枪虾等…。

不过或许你会质疑不用打马达将水引过沙子这样会有过滤效果吗,其实这倒不用担心,铺在底部的沙只要不太厚其实过滤力还是够的,在沙子的表层可都是高含氧过滤区呢!

〔2〕这一层沙石的粒径约略大於1㎜~3㎜,厚度也在1英吋到2英吋之间,主要的功能为脱氮效用,这边住的是帮助我们将硝酸盐转换成氮气的脱氮菌,因为没有用马达将水流强制地通过底沙,所以到这一层水中的含氧量已经非常低了,在这麼低的含氧量下已经不太有硝化菌了,因为菌种也会有相互竞争的情形,在这边正好提供一个良好的低氧气浓度环境给脱氮菌利用,或许你会想不是要在无氧气的环境才会有脱氮菌的存在吗?

其实啊!

脱氮菌只是作用时不须耗氧气的一群菌种罢了,一般的缸子都会有低氧气或是较缺氧的地方,不过由於多半的地区还是属於高浓度氧气的地方,所以真正提供给脱氮菌居住的地方其实是不够的,而我们的这个新过滤系统却特别的为脱氮菌準备了一个可以大量繁殖的场所,由於讲求的是要低浓度的氧气,所以我们不希望有任何的底栖生物来翻动此层的沙子进而提高此层的含氧量,所以我们会在每一层沙子之间都加上隔网,来防止第一层的底栖生物跑到第二层,当然网目的大小可要与沙子相互搭配的喔,我们是希望连沙子都不会乱跑来跑去的喔,只有水会流过去而已。

〔3〕这边的充水层最大的效用就是防止我们的缸中產生缺氧的地区,这也是为何我们在第一层要用细沙,而下一层却要用颗粒稍大的沙子,因为其实经过第一层厚度的沙子后含氧量也已经降低了很多了,而此时通过第二层的沙子时,我们选用颗粒较大的沙子,让含氧量的浓度持续降低但是却不像第一层那样减缓的那麼快速!

以确保在第二层的下方时还不至於有完全缺氧的现象產生。

但是那麼多的沙子我们哪能确定一定不会有缺氧的地区產生呢,所以才需要靠第三层来帮助我们调整啊,由於第三层并没有沙子,所以氧气的浓度会在这边完全的调和平均一下,而扩散可是四面八方的喔,所以要是第二层的某个地区氧气浓度低於第三层的浓度时,此时氧气自然就会往那边跑,替你将那边不足的氧气补足,不过由於是低氧气浓度所以你也不用担心会不会将第二层的氧气浓度又提高,如此便可有效的形成一个我们需要的氧气浓度梯度。

要是鱼友还不是很清楚我再举传统的底沙与活沙过滤法的比较例子给各位看看。

各位就应该知道活沙士如何运作的!

先看一下最传统的底沙过滤法:

像这种过滤法很容易在接近缸底的部份就已经形成缺氧的情形,当然日子一久你的缸底就会变得很黑,而且亦有可能產生有害物质硫化氢,虽然是有產生硝化菌与氮化菌的效果,不过產生缺氧层却是我们所不愿见到的。

而新的活沙过滤的一个新创新点便是将传统的底沙过滤加以改善,并将缺氧层去除。

因活沙过滤由於表层的高氧气浓度,所以水流会以扩散的方式由高氧气浓度的地区流向低氧去浓度的地区,也就是向缸子的底部流去,至於你说水的流动是怎样的呢,是走哪一条路线呢?

其实扩散是四面八方的,所以无从得知水的流向,不过这不是重点所在,我们只要由氧气浓度的观点去看就可以十分清楚的了解到水的流向,因为氧气是由水所带动的不是吗!

那麼关於底层的充水层的作用我再解释一下!

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假设我们的缸子在经过第一层细沙的过滤后,由於某些原因导致某些局部的地区有稍稍缺氧的现象,如上图中的灰点地区,而这些低区假设在到达第二层过滤的底部时仍然呈现缺氧现象且有扩大趋势时,此时在一般的底沙过滤时灰色的地区便会不断的扩散,原因是难有新的氧气再由其他地方加入所以底缸便十分容易有缺氧层存在。

而在活沙过滤系统中假设有这种缺氧的地区出现时,充水层中的氧气便会扩散过去,将微量的氧气由下方扩散上去,因为以我们原先的设计在第二层的过滤后其实只是低浓度的氧气区而已,并非是完全缺氧的地区,也就是说最底下的充水层并非呈现缺氧状态,所以一有缺氧的地区產生时充水层便会为其补充不足的氧气,以保持我们的缸中没有缺氧层的存在。

活沙过滤系统的佈置完成后,最重要的便是要引入天然的活沙,藉由引入天然的活沙不但可以为我们的缸子带来更多的微生物,而且由天然海洋引入的菌不包括硝化菌而且还包含了可以去除硝酸盐的氮化菌,由於这些菌种及微生物都是由海洋引入的,所以可以说是最为天然功效也是最大的,这也何以活沙过滤系统可以让我们的缸子更趋近天然的礁岩系统,至於什麼叫活沙呢?

指的就是由天然的礁岩区底下所取回的沙子,这些沙子有些是贝类的碎屑构成,也有些是鱼类啃食珊瑚礁所產生的碎屑,或许是珊瑚礁所產生的小碎岩,也只有这类的沙子才能真正提供我们所需要的活沙喔,因为活沙并非不是那麼容易取得,所以在国外也有业者提供这方面的服务,至於要引进多少活沙呢!

其实是不需要整缸都是用活沙的,因为我们要的是微生物及菌种,所以只要拿取部分的活沙,混和一般的细沙舖在最上层经过一段时间后整缸的沙就像是活沙般了,配合微生物、活菌、及底栖生物你的缸底就像是天然的礁岩般整个活化起来了!

活沙过滤系统也才完全地运作起来。

不过我说过由於活沙过滤系统的佈置还在不断改进讨论之中,原因是像铺设於底沙的沙子厚度、沙子粒径的大小、氧气实际的梯度分布、充水层的厚度甚至要不要充水层等都会由於每个缸子系统的不同,佈置的不同而產生不同的效应,而这些细小的细节又关係著活沙过滤系统能否成功的运作著,虽然你也是依照著这个概念去建立,却由於佈置的不同而倒致在第二层过滤前已经溶氧不足,自然底缸充水层的效果便无法发挥,看似简单的安排却会由於对系统的无法掌握而达不到预期的功效,不过要是你的缸底有黑黑的现象,这倒是还不须特别紧张,这还算正常现象不过要是很黑又很脏时可能就是由於沙层的过厚,而导致缸底的溶氧比预期的还要少,可以试著检查一下缸中沙子的厚度是否过厚,或是翻砂的生物不足倒置第一层沙层溶氧不足。

另外对於活沙过滤系统是否要清理呢?

其实是不需要的,整个缸子就是一个像小型生态般是不须加以清理的,缸中的有机物都由缸子自行消化,也不须使用滤棉来滤除大型的杂质颗粒,因为所以存在於缸中的有机物都会有固定的生物帮我们将其利用消化掉。

所以活沙过滤法的确是个蛮理想的过滤形式,也是较为自然的一种过滤法,或许鱼友会想说那我可不可以将活沙过滤结合其他的过滤形式,其实这也是可以的,不过假使活沙过滤可以如此有效的运作著,那麼其餘的过滤器其实真的是不需要的,不过假使你对自己的技术不是那麼有把握硬要搭配其他的过滤法,其实也没关係只不过在活沙的过滤部份至少不要变成你缸子唯一的缺氧层来源即可。

不过我觉得假使搭配其他的过滤系统使用,那对於整个系统的控制反而要更加清楚与敏锐,不然很容易因为不当的搭配而使得两套系统所需的条件混乱而成效不彰喔!

至於有人问到活沙过滤须不需要换水,其实就理论上是不需要的,因为整个系统趋於成熟时,正确的运作下,每样物质都会一再的循环利用,缸中的沙子或粉尘也会经一再的分解而释放出我们原本希望以换水所补充的微量元素,至於常见的硝酸盐也会被活沙的底层反应给消耗掉,所以其实换水变得不再那麼必要,成为视情况所辅助的工作,再者一般我们都建议使用活沙,再搭配蛋白除沫机使用,而用来替换除污秽水的海水或是因蒸发而补充的淡水,其实也都是另一种形式的换水,所以换不换水也就真的可以视情况了!

 

硝酸盐去除器

水族箱水质中所包含的硝酸盐(NO3)应该不具毒性的的,但是硝酸盐是水族箱的“隐形杀手”。

硝酸盐去除器是利用水质处理细菌去除水族箱水质中硝酸盐的一种过滤设备,可以充分利用水质处理细菌的作用将水质中硝酸盐还原,将硝酸盐含量降低于50mg/L,甚至更低的无害等级。

工作原理是利用一种水质处理细菌将硝酸盐作为它代谢中的需氧物质,NO3最终代谢成为N2和CO2。

,氧被运用于代谢过程中。

则被排入N2大气中,代谢的生成物为CO2。

在硝酸盐去除器内部填充着大量生物过滤球,为了避免底部积水造成滞留区,由动力马达将水不断从容器底部抽到顶端,然后又喷淋于生物过滤球的表面,如此再流回底部始终保持生物过滤球的湿润状态。

生物过滤球表面附著生长的水质处理细菌会不断吸收容器内部的氧气分裂繁殖,一旦容器中的氧气耗尽,它们就吸收NO3离子中的,并NO3将还原成为NO2,并在最终再将NO2中的氧全部吸收,还原为N2排入大气中。

 

沸石的再生处理

在我们配置过滤系统的时候,也许会为了达到不同的过滤效果目的,因此选用不同材质、不同过滤目的的过滤材料,沸石是较普遍使用的一种生化性过滤材料。

作为结晶性矿物体的沸石,是一种多孔隙的过滤材料,带有离子的沸石孔之中,能够吸收水质中的氨以及其他杂质。

目前,在水族市场出售的沸石,大多数呈粒状或粉末状。

但由于沸石的价格比较便宜,许多水族爱好者在使用沸石失去功效以后就会丢掉,再重新购买使用。

其实,在沸石使用的过程中,只把沸石放入过滤器,而不加以处理的话,是不能保持水质干净的。

只有通过定时清理、定期“再生”,才能够继续保持沸石的水质过滤功效。

沸石的吸附能力有限,所以逐日累积在沸石孔隙中的污垢是必须要即时清除的。

这段定时清除的时间,在水质一般正常的情况下,夏季一个月清除“再生”一次,而冬季则可延长至三个月清除“再生”一次,或根据实际水质处理情况,自行控制延长或缩短清除“再生”的时间。

所谓“再生”,就是再活性而恢复原有过滤功效的意思。

而沸石的“再生”处理其实很简单,只要将过滤器中使用沸石稍加清洗,去除表面较大的污垢等累积杂质以后,放入饱和状态的食盐水中浸泡(因食盐中的离子能够吸除沸石多孔隙中累积的不能清洗处理的细微杂质,沸石因此就能回复新的状态。

而食盐与沸石的再生处理的比例一般控制在1:

3),这样浸泡一整天以后再在太阳光下晾晒半天,就能使沸石的过滤效果完全恢复。

 

有关硝化细菌的问答

在上一次的对话中,您曾提到另有一类属於有机营养的硝化细菌则具备分解鱼类的粪便之能力,我对这种说法感到有些疑惑,难道硝化细菌也有无机营养与有机营养之分,它们的差别为何?

答:

事实上,有极少数「有机营养菌」也具有氧化氨以获取能量的能力,这类细菌被称为「有机营养硝化细菌」,不过它们主要靠分解有机物维生,不是靠氨的代谢作用。

加上这类细菌在进行氨的代谢作用时,其效率表现显得微不足道,无法与无机营养硝化细菌相提并论,因此通常不被视为真正的硝化细菌,即真正的硝化细菌一般仅指「无机营养菌」而言。

因此在学术上为防止混淆起见,微生物学家有必要特别强调「真正的硝化细菌」是什麼。

所谓真正的硝化细菌是指:

以利用氨或亚硝酸盐作为主要生存能源,以及能利用CO2作为主要碳源的「无机营养菌」(Watsonetal.,1989)。

因为「有机营养菌」不具备利用CO2之能力,而且代谢氨之能力远不如一般硝化细菌,所以不能视为真正的硝化细菌。

2.我现在才了解原来硝化细菌又有「有机营养硝化细菌」及「无机营养硝化细菌」之分,在水族缸中是否这两类硝化细菌均存在,以及它们如何分工,如果「无机营养硝化细菌」不存在,是否「有机营养硝化细菌」可以取代除氨的作用?

答:

「有机营养硝化细菌」及「无机营养硝化细菌」有可能同时自生於水族缸中,因为有许多细菌无所不在,可以从各种不同管道进入水族缸。

不过,「有机营养硝化细菌」主要靠分解有机物维生,此种谋生方式远较利用氧化氨以获取能量容易得多,再加上水族缸中通常到处充斥鱼粪便,因此它们寧愿过著「有机营养性」生活,而不进行氨的代谢作用,换言之,即使「无机营养硝化细菌」不存在,它们亦不会以取代其除氨功能,真正在水族缸中发挥除氨功能的硝化细菌非「无机营养硝化细菌」莫属。

3.在完全无机的环境中,「有机营养硝化细菌」缺乏有机来源,为了生存,会与「无机营养硝化细菌」竞争氨源吗?

答:

虽然「有机营养硝化细菌」也具有代谢氨能力,不过它们基本上的维生方式,主要靠有机物氧化所获得化学能,而不是靠氨氧化获所得化学能。

只有在特殊情况下,例如,缺少有机资源,但有丰富的氨来源,以及在酸性环境下(无机营养硝化细菌无法作用),则可以改变维生方式依靠氧化氨获得化学能来生存。

由此观之,在正常情况下,「有机营养硝化细菌」应无能力与「无机营养硝化细菌」竞争氨源。

4.某些市售硝化细菌產品,强调同时具有分解水族缸中有机物及氨之能力,它们是否为「有机营养硝化细菌」製剂,依上述谈话,使用此类產品应该不会有好的除氨效果,对吗?

答:

一般而言,只有「有机营养硝化细菌」才同时具有分解水族缸中有机物及氨之能力,但此种细菌分解有机物之效率既不如一般「有机营养菌」来得高,代谢氨之作用也远较真正的硝化细菌为弱,由此看来,如果想透过这种製剂来达到除氨的目的,可以预期其效果将十分有限。

因此,为加速达到除氨的目的,最好选用「无机营养硝化细菌」製剂才有明显效果。

5.曾经在水族馆看到消化细菌產品,消化细菌又是什麼细菌,两者是否为相同的细菌,据说这种產品中的细菌,具有迅速分解水族缸中有机物,真有这麼神奇吗?

答:

消化细菌与硝化细菌同音,很多人误以为它们是相同细菌,其实两者完全不同。

它是一种枯草菌(Bacilluslicheniformis),因最早发现於禾本科植物的枯茎叶上而有此谓称。

它是陆上环境中普遍存在的一种好气有机营养菌,但是在淡水及海水的底泥中均能检出此种细菌之存在,分佈相当广泛。

枯草菌无毒,能分泌出活性强的蛋白质分解酵素,用以快速地分解水中之有机氮化物,亦能分解其他有机物,在水质净化上能担任重要的分解角色。

当它的製剂被商品化后,据悉对鱼类的排泄物具有迅速分解效率,因此坊间乃以消化细菌谓称之。

6.硝化细菌所需要的有机物都要靠自己產製,这不是很麻烦且浪费时间吗?

为何它们不能分解水族缸中既成的有机物,以获得它们所需要的有机资源?

答:

一般「有机营养菌」在利用一般大分子有机物(如脂肪、蛋白质及核酸等)之前,通常会製造这些物质的分解酵素排出体外,将其分解成可溶性且为小分子成分,使之能通过细胞膜再加以利用。

因为这些酵素在菌体外作用,故称为胞外?

(exoenzyme)。

硝化细菌不能分泌胞外?

,而且存在於膜壁空间(periplasm)的?

类通常也不具备分解一般大分子有机物之特徵,因此无法分解水族缸中既成的有机物(如鱼粪便),因此它们所需要的有机资源都要靠自己產製,以致於它们的生长及繁衍速度,远较一般「有机营养菌」慢许多。

[next]

7.原来硝化细菌不能分解水族缸中既成的有机物(如鱼粪便)的主要原因,是由於它不能分泌「胞外?

」,以致无法将一般大分子有机物分解成可通过细胞膜的小分子有机物之故,这是否表示凡可通过细胞膜的小分子有机物,硝化细菌就可能加以利用?

答:

这种猜测相当合理,但却不一定是对的。

因为硝化细菌除了缺乏分解一般有机物之能力外,许多可溶性且为小分子有机物,即使透过主动或被动运输之作用进入细胞内也无法利用,其主要原因为其柠檬酸循环(citricacidcycle)中缺乏α-酮基戊二酸脱氢?

(α-ketoglutaratedehydrogenase)之故。

此种缺陷使有机物不能经由柠檬酸循环转变为细胞物质而加以利用。

8.硝化细菌利用有机物的关键因素是什麼?

答:

硝化细菌利用有机物的关键因素,须视有机物能否扩散穿过其细胞膜,以及它是否具有α-酮基戊二酸脱氢?

而定。

一般而言,低於12个碳的有机物分子可能因被动或主动吸收进入其细胞内。

通常直链简单有机分子较支链简单有机分子更能够经由其细胞膜进入细胞内,因此被利用的机会相对增加。

至於有机分子的溶解度则由亲水基和疏水基决定的,当亲水基佔优势时,其溶解度就大,被利用的机会也相对增加。

但若缺乏α-酮基戊二酸脱氢?

,则被利用的机会则大为减少。

9.不同种类的硝化细菌对有机物的感受性是否相同,以及它们对可利用的有机物是否具有趋向性?

当环境中存在这类有机物时,它们维生的方式是否会因而改为有机营养生活?

答:

所有硝化细菌对有机物的感受性并不一定相同。

一般而言,若依硝化细菌对有机物的感受性不同,可分为以下两种:

专性硝化细菌(obligatenitrifier)及兼性硝化细菌(facultativenitrifier)。

前者係指完全不能利用有机物或仅能利用极少数简单有机物的硝化细菌;后者则

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