硝化サイクルと水質浄化に関する話

 基本的なことすぎて『そんなことは君に言われなくても知ってるわ！』という事を、自身の経験といろいろな情報を元に記事にしました。要するにネタ切れによる苦し紛れです。

 

【水槽を立ち上げる】とは、どういうことを言っているのか？

魚は当然ですが餌を食べて糞をします。餌を与えれば食べ残しも出ます。この糞や食べ残しから猛毒のアンモニア（ＮＨ３、ＮＨ４＋）が発生します（アンモニアは水草の枯葉などが分解されても発生します）。
これをニトロソモナス属のバクテリアが分解することにより、毒性の強い亜硝酸塩（ＮＯ２）に変えられます。
この亜硝酸塩をニトロスピラ属のバクテリアが分解し、毒性の低い硝酸塩（ＮＯ３）に変える。
この一連の活動の事を【硝化サイクル】といって、硝化サイクルが出来上がり、生体を入れられる状態、もしくは生体を入れた直後の状態のことをアクアリウムでは「水槽を立ち上げる」といってます。たぶん。

 

生物濾過の役割は、硝化サイクルを担っている上記のバクテリア達（硝化細菌）を定着・繁殖させることにあって、硝化細菌を定着させる為には、アンモニアと酸素が必要です。生体の少ない初期からエアレーションを行う人が多いのはそのためですね。

そして、水槽の立上げにパイロットフィッシュが使われるのは、アンモニアを出す役割を担うためです。
パイロットフィッシュを使った立ち上げの手順を簡単にいうと、

カルキ抜きした水の水温を２５〜２７度程度に保ち、出来るだけ丈夫な魚を数匹入れ、濾過装置を稼動させてエアレーションを行い、アンモニアと亜硝酸を検出したら、水換えにより濃度を薄める。これをアンモニア、亜硝酸が検出されなくなるまで繰り返す。

水草は初めに植えても問題ありません。
※ 亜硝酸の窒素分は珪藻（茶色い苔）が好む為、水換えを怠ると、この時点で一気に増殖することもあるようなので注意が必要です。
※この他にアンモニアを直接添加したり、マグロの切り身を入れたりする「フィッシュレスサイクリング法」というのがあるらしいですが、一度も実行したことがないので、ここではふれません。

自身が直近で立ち上げた３０センチキューブ水槽ではパイロットフィッシュを４匹入れてから３日目にアンモニアを検出。６日目から亜硝酸が検出されだし、１２日目にアンモニアが検出されなくなり、２０日目で亜硝酸が検出されなくなりました。
（アンモニア濃度は０．２５ｍｇ／ｌを超えない、亜硝酸は１ｍｇ／ｌを超えない様に水換えを行っていました。パイロットフィッシュの役割を担ってくれた４匹のレッドプリステラのうち２匹は今も元気です。２匹は立上げ後に栄養失調と思われる要因で亡くなってしまいました。）

 

水槽の立ち上げに失敗し、生体を全滅させてしまったり、多くを犠牲にしてしまう原因としては以下が考えられます。

• 水質測定を一切しなかった
  アンモニア濃度、亜硝酸塩濃度を確認できないので、タイミングだけで生体を入れてしまうため、硝化サイクルが出来上がっていない場合、生体をアンモニア中毒、亜硝酸中毒にしてしまう。
  また、バクテリア剤を入れて、それだけで安心してる場合も同様の結果が出ることがあります。バクテリア剤については賛否があり『そんなモノ、そもそも密閉された入れ物の中でバクテリアが健全でいられるはずがない』とか『入れても無駄。おまじないだ』とか『効果がある。うちでは何の問題もなく立ち上がった』とかとか。
  自身はあくまでも補助的な役割として一部の製品を使っていますが、過信も疑心もしてません。わからないので、しても仕方ない。
  そもそも全ての水槽において同じ効果が得られるはずがないモノです。
  飼育者の住んでいる土地の水質や環境で、その効果も変わるはずですし、もっと言えば、バクテリア剤を売っているお店の環境や、在庫されていた期間にも左右される。
  使う必要がない。といっているわけではないんですよ。立ち上げが早く安定する可能性はあるでしょうし、使いたいなら使っても良いが、ご自分の目で硝化サイクルが出来ているか確認しないと、リスクが伴いますよ。ということです。
• 水温が高すぎる場合
  水温が高いと酸素の水溶性が阻害され、バクテリアの増殖に影響を及ぼす為、アンモニア、亜硝酸濃度が下がりにくくなる。
• 水槽にカルキ抜きをした水を入れて、即アンモニアと亜硝酸塩、硝酸塩を確認し、検出されないため、問題ないと認識してしまう場合
  アンモニアが発生していないので、ニトロソモナス属のバクテリアは発生しておらず、立ち上がっていると勘違いして、多くの生体を入れてしまうことで、アンモニア中毒にしてしまう。（アンモニア中毒は酸素不足を招くので、エアレーションが十分なのに、水面に集まってパクパクする動作が見られる場合にはアンモニア過多による中毒の可能性があります）

これらに気をつければ、１ヶ月程度で水槽が無事に立ち上がるはずです。

 

これまでを踏まえて、少々強引にまとめます。

水槽の立ち上げが完了した。とは、

「自身の環境において、硝化サイクルが維持出来ていること」

なーんだ。当たり前じゃないか。って自分でも思いました。でも、ここで気をつけなくてはいけないのは、

「自身の環境で、維持出来ている」かどうかは、自分の眼で確かめてみて、はじめてわかることだ。という事です。そして「維持出来ている」というのは、アンモニア、亜硝酸塩が繰り返し検出されない（硝化されている）状態になっている。ということです。

先にも記載しましたが、新しい水と濾過フィルターを使用して立ち上げた場合、アンモニア発生源を入れていないのに硝化サイクルは出来上がらないし、評価の良いバクテリア剤を入れたから大丈夫。ということはあったとしても、それはたまたまだと思った方が良いです。
そして、一度、硝化サイクルが出来あがれば、バクテリア剤などを入れなくても、水温管理と濾過フィルターのメンテナンスをしていれば、よほどの異常や投薬をしない限り崩壊することはないです。
したがって、アンモニアの発生源を入れて（パイロットフィッシュやフィッシュレスサイクリング法）から、アンモニア、亜硝酸を確認し、検出されなくなるまでしっかり確認ができていれば、立ち上げを失敗することはないはずです。

 

 

 水草による水質浄化の効果について

硝化サイクルで最終的に作られる硝酸塩も、たくさん溜まってくると水質を酸性に傾けますし、生体にも良くありません。一般的には２０～２５ｍｇ／ｌを超えたら要注意だといわれていますね。

これを排出する為に水換えをする訳ですが、この硝酸塩の濃度を上げにくくする方法があります。

それが、水草による水質浄化の活用ですね。

水草の水質浄化というのは「水草が硝酸塩を窒素分として取り込む事」で、根張りが良く、成長の早い水草をたくさん入れている水槽の場合は、硝酸塩濃度が上がりにくいといわれています。

ただし、これには留意しておくことがあります。

• 窒素分の吸収は主に根から行われる
• 吸収された窒素分は水草が保持しており、トリミングなどにより外に出してやる必要がある
• 先に触れたように、枯れてしまった水草はアンモニアなどを出す為、早急に水槽から除去しないといけない

なぜ成長が早く根張りの良い水草が良いかというと、こういうことなんですね。
また、水耕栽培が水質浄化能力が高いといわれているのも、水中の根が窒素分を吸収し、本体が水の外にあるからではないか？と、文書を書いていて、今、思いました。

 

実際に、水換え頻度がまぁまぁ高かったこともあるとはいえ、ハイグロフィラ・ポリスペルマの成長が順調だったリセット前の自身の水槽では、通常時は硝酸塩はほぼ検出されませんでしたし、藍藻対策で遮光を実施した直後などに硝酸塩が検出される傾向がありました。

 

逆に陰性水草が多く、暗い現在の水槽では、硝酸塩は薄っすら検出されることが多いです。

 

通常、硝化により硝酸塩は徐々に蓄積され、水草の浄化により蓄積されるスピードが軽減されると考えると、硝酸塩が常に１０ｍｇ／ｌ以上検出される場合は、水草による浄化が間に合っていないと考えても良さそうです。すなわち、このような場合には、

• 水草の量に対し生体が多すぎる
• 成長が早く、水質浄化作用の高い水草が少ない
• ろ過が間に合っていない可能性がある

ということが考えられます。

硝酸塩の排除方法として手っ取り早いのは、やはり水換えですが、マツモ、アナカリス、ハイグロフィラ・ポリスペルマ、ウィステリアなどは成長が早く、浄化能力が高いといわれていますので、これらの水草を増やすとか、別の水槽があるなら、生体を他の水槽に移して数を減らすことで、硝酸塩濃度を上げにくくする効果が期待できるはずです。

 

 

まずはしっかり水槽を立ち上げて硝化サイクルを確固たるものにし、大好きな生体や水草を入れてからは、定期的にｐＨと硝酸塩濃度を確認して、その結果を基に、適度な水換えをする。

そして、です。

これだけではなく、その結果から『水草の種類や量、生体とのバランスを考えて、整える』ことで、今までよりも、もう少し安心できる管理ができる様になるかもしれませんね。自身も引き続き試行錯誤を繰り返しながら実行して行こうと思います！！

※：ここらで、水草による浄化を活用すれば、水換えは不要。とか、水換え頻度が格段に長くなる。などと言いたいところですが、自分はどちらかといえば、適度な水換え推奨派ですし、そんなことを振りかぶっても責任は取れないので言いません。

 

読んでいただきありがとうございました！