Аквариумные тесты на аммиак, аммоний, нитриты, нитраты: превышение концентрации аммиака/аммония в аквариуме.

Мне часто приходят о вопросы про химию и состав воды. Мол, слишком сложно всё: нитраты, фосфаты, жесткости и т.д. Поэтому я решил написать цикл статей про всю химию максимально просто и помочь Вам с этим разобраться. Ведь, это действительно не сложно.

Итак, сегодняшняя статья открывает мой «химический цикл». Поэтому начну, пожалуй, с самого важного: аммиак, нитриты и нитраты в аквариуме. Тема азотных соединений касается и новичков и опытных аквариумистов. Начну с самых азов.

Нитраты, нитриты, аммиак – это все азотные соединения, так в своей формуле содержат азот – химический элемент.

Содержание нитратов в аквариуме. Откуда?

Откуда же он появляется в аквариуме? Тут все просто. Рыбки какают, разлагается недоеденный корм, образуя тем самым аммиак. Бактерии живущие в аквариуме, например, в грунте и в фильтре, перерабатывают аммиак в нитриты. Нитриты соединение не слишком устойчивое и с помощью бактерий распадается на нитраты. Аммиак и нитриты очень опасны для аквариумной живности. Высокая концентрация этих веществ может вызывать отравления или даже пожечь жаберные крышки рыб. Нитраты, в свою очередь, гораздо безопаснее. А если у вас есть живые растения, чуть повышенное содержание нитратов в аквариуме может быть даже полезным. В небольших концентрациях они служат питанием для вашего зеленого сада. Ладно, немного забегу вперед. Азот – один трех важнейших макроэлементов в питании растений. Но об этом чуть позже.

Такой аквариум требует добавления азотных удобрений и других макро и микроэлементов

Однако если концентрация нитратов в аквариуме высока, то рыбы тоже могут отравиться. Норма нитратов в аквариуме для некоторых видов рыб может отличаться. Как правило, она варьируется от 50 мг/л до 100 мг/л.

В устоявшемся аквариуме уровень нитратов изменяется от подмены к подмене. За недельку-вторую он сохраняется в допустимых нормах, но постепенно увеличивается. Вы делаете подмену воды уровень нитратов уменьшается и рыбки не отравятся. И заново начинается накопление азотный соединений. Именно поэтому часто умирают рыбки у новичков, когда они не делают подмены. Также разложение азотных соединений одна из причин, по которой не нужно перекармливать рыбок. Ведь и корм тоже распадается.

Поэтому важно делать регулярные тесты аквариумной воды. На нитриты/нитраты/аммиак есть специальные тесты с указанием допустимых концентраций и подробной инструкцией. Если вы хотите быть уверены, что ваши рыбки чувствуют себя хорошо или, наоборот, узнать причину их гибели, то достаточно просто провести тест воды.

Вот пример результатов теста на нитраты

Отравление аммиаком NH3 у аквариумных рыб

Необходимо знать что аммиак очень токсичное вещество, поэтому любому аквариумисту, будь то новичек или профессионал не помешает приобрести специальные тесты для анализа его концентрации в воде. Какая же концентрация аммиака должна быть в аквариуме с рыбками? В идеале нулевая, при концентрации 0.01 мг/л можно считать что в воде много аммиака, а при концентрации 0.5 многие виды рыб погибают.

Существуют отдельные виды рыб способные «выдерживать» и более высокую концентрацию, но в любом случае они получат огромный ущерб своему здоровью. К примеру смертельная концентрация аммиака для карпа (Cyprinus carpio) составляет 2.2мг/л, а для арктического гольца всего 0.03 мг/л. И это не случайно, солоноводные рыбы более чувствительны к аммиаку чем пресноводные. Так же тропические тепловодные рыбки более устойчивы к аммиаку чем рыбки из средних широт, холодноводные.

Следующее что необходимо знать о аммиаке, его концентрация NH3 сильно зависит от уровня pH воды, её солености и температуры. Если сместить pH воды в щелочную сторону всего на 1 единицу, допустим с 7 до 8, то уровень аммиака возрастет в 10 РАЗ! Отсюда следует что в щелочной среде аммиак больше проявляет свою токсичность нежели в кислой среде. Так же токсичность возрастает при повышении температуры или в соленой воде.

Аммиак образуется в аквариуме несколькими путями:

• Образование аммиака в процессе жизнедеятельности рыб и бактерий, лишь 20% выделений рыб составляет мочевина, остальные 60-80% это аммиак, соответственно в перенаселеном аквариуме риск аммиачного отравления у рыб значительно выше.
• Избыточно и частое кормление рыб приводит к скоплению на дне большого количества недоеденного корма, который в процессе разложения под действием бактерий выделяет в воду аммиак.
• Вовремя не вынутая из аквариума мертвая рыбка так же может стать причиной резкого роста содержания аммиака в воде.

В случае если вы заметили у рыб симптомы отравления аммиаком (вялость, плохо едят корм, прижимаются к поверхности воды, пытаются выпрыгнуть из воды) тогда необходимо сразу переместить рыбку в емкость с чистой водой, если таковой не имеется — сделать подмен воды не менее половины объема, бывает что лучше сменить и всю воду в аквариуме. После подмены воды сразу необходимо усилить аэрацию чтобы насытить воду кислородом, т.к. при аммиачном отравлении у рыб в первую очередь страдают жабры и им тяжело дышать.

Чтобы избегать отравления аммиаком у рыб в будущем необходимо соблюдать несколько правил:

• Никогда не перенаселять аквариум.
• Не перекармливать рыб, если остались недоеденные остатки корма — выполнить сифонку грунта и убрать их со дна.
• Вовремя извлекать из аквариума мертвых рыбок.
• Еженедельные подмены третьей части воды в аквариуме.

Ну и что бы навсегда забыть о таком недуге как аммиачное отравление используйте в своем аквариуме хороший биофильтр или большое количество живых растений. Биофильтр способствует размножению полезных бактерий которые разлагают аммиак на нитриты и нитраты, менее вредные для рыб, растения же разлагают аммиак без посторонней помощи бактерий. При помощи более мощного биофильтра можно немного компенсировать перенаселение рыб в аквариуме, а так же он вас выручит в аквариуме с мальками, где остатки пищи на дне после каждого кормления неизбежны.

Как поднять нитраты в аквариуме?

Да, и такое может понадобиться. Если у Вас пышная растительность в аквариуме, то для полноценного роста, ей может не хватать нитратов, которые образуются из различного рода разложений. Добавка нитратов, выступает исключительно в роли удобрения. Как на обычном огороде! Чтобы поднять уровень нитратов есть два простых способа:

• Подсадить больше живородки. Тут все просто. С них больше экскрементов и, следовательно, больше нитратов образуется при их разложении
• Внести макроудобрения или азотные удобрения.

С нитратами у меня всё. Надеюсь вы разобрались и убедились, что сложного ничего нет. А если остались вопросы, всегда можете спросить меня в комментариях или соцсетях!

Механизм токсического действия

Понимание токсического влияния NH3/NH4+ невозможно без объяснения механизма диффузии этих соединений в биологических тканях рыб и их деструктивного влияния.

Известно, что у большинства видов рыб, за исключением морских костных и миног, диффузия NH4+ минимальна, вследствие слабой проницаемости к ним жаберного эпителия [14]. Однако в незначительной степени данный ион может проникать через мембрану за счет градиента электрического потенциала. Благодаря наличию заряда, он обладает аналогичным как у катиона K+ ионным радиусом и гидратной оболочкой и способен заменять его, и по некоторым сведениям Na+, при прохождении Na+/K+-АТФ-азного насоса и Na+/2CL—/K+ контранспортера [15].

С другой стороны, NH3 растворяет липидный слой и активно диффундирует через эпителий по градиенту концентрации, а также через аквапорины [16]. Это подтверждается рядом фактов:

1. Умеренное снижение pH среды приводит к возрастанию выделения аммиака у радужной форели, карпа и золотой рыбки;

2. Увеличение pH среды, и, следовательно, доли NH3 за счет потери протонов, приводит к снижению выделения аммиака у радужной форели;

3. Инъекции аммония в составе солей NH4Cl и (NH4)2SO4 вызывает усиление экскреции аммиака у радужной форели, атлантической миксины (Myxine glutinosa), катрановых акул и канального сома. Инъекции также приводили к ацидозу, вызванного отщеплением H+ от катионов аммония при образовании NH3 [16].

Стоит отметить, что у морских рыб происходит пассивная диффузия как неионизированной, так и ионизированной форм аммония, поэтому проблема токсичности стоит для них особенно остро.

Схема выделения аммиака пресноводными рыбами. AQP — аквапорины (дискуссионный вопрос) [19].

Схема выделения аммиака и аммония морскими рыбами [19].

Отравление водных животных, в частности, рыб аммиаком происходит эндогенным и экзогенным путями. В первом случае, основная опасность для рыб возникает в условиях повышенных значений pH, когда в среде наблюдается сдвиг равновесия в сторону образования неионизированного NH3. Снижается градиент, образующийся в организме аммиак не может диффундировать в среду и начинает накапливаться в виде катионов аммония [17]. Возникает серьезная проблема, связанная со способностью катионов аммония подменять ионы K+ в ионном транспорте и, таким образом, разрушать электрохимимческий градиент в центральной нервной системе и других органах и системах органов.

Влияние экзогенного аммиака/аммония не менее разрушительно. Являясь органом дыхания и осморегуляции, жабры рыб имеют способность к продукции активных форм кислорода. По сообщениям Ching et al. (2009), 12-48-и часовое выдерживание илистого прыгуна B. boddarti, обладающего высокой сопротивляемостью к токсическому эффекту аммиака/аммония, в среде с 8 нмоль/л NH4Cl (pH 7.0) приводит к окислительному стрессу в жабрах и головном мозге. Жабры рыбок подверглись стрессу после 12 часов, что сопровождалось возрастанием концентрации перекиси водорода в липидном слое мембраны, снижением концентрации восстановленного мономерного глутатиона, активности глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и каталазы [18].

Глутатионпероксидазы — семейство ферментов, защищающих организм от окислительного повреждения. Глутатионпероксидазы катализируют восстановление перекисей липидов в соответствующие спирты и восстановление пероксида водорода до воды.

Деструктивные изменения в живых тканях, в том числе и жабрах под действием аммонийного раствора, объясняются, главным образом, их перекисным окислением. Другим немаловажным аспектом токсического влияния NH3 и NH4+ является нарушение ионного транспорта, не связанного с накоплением эндогенного аммония. В частности, содержание радужной форели (O. mykiss) и золотой рыбки Carassius auratus в аммонийном растворе приводило к ингибированию входящего Na+-тока. Данный эффект специфичен только для захвата натрия. Интересно, что снижение тока наблюдается при относительно высокой концентрации NH3 (28.2 мкмоль/л при общем содержании аммония 5.2 ммоль/л), тогда как концентрации до 6,4 мкмоль/л (при общем содержании аммония 1.2 ммоль/л), напротив, стимулирует его [17].