▶第二回　生物濾過について説明しています
大型水槽を基本としていますが一般的にも適応出来ると思います

生物ろ過とは、バクテリアの働きによりセラミックなどの濾材にバクテリアを定住させ、有害物質を分解させる方法のことです
つまりフィルターにバクテリアがコロニーを作り、そのバクテリアの働きにより水に含まれる有害物質を分解し、水を浄化します、ある種類のバクテリアは栄養分の残留物も処理分解することが可能であり、大変有益な働きをします
汚水処理場等の技術にもこのシステムは大きく寄与しており現在では飲料基準を満たす清浄な水に戻すことが可能です

アクアリウムにおける生物濾過とは、水槽内の有機物（餌の残りや生体のフンなど）を分解して無害化するバクテリアの働きを利用することです
自然界では、有機物はバクテリアやプランクトンなどによって分解され、その一部は植物や藻類などに吸収され水質浄化のサイクルができていますが、水槽内では一部物質は分解が困難なため最終的には水換えすることにより除去するのが一般的です

具体的には生物濾過によって、水中の有害物質（アンモニアや亜硝酸など）が毒性の比較的低い硝酸塩に変換されます
これにより、生体にとって比較的安全な水質を維持し水換えの頻度を下げることができます

▶ アクアリウムにおける具体的な生物濾過の仕組みを見ていきましょう

水槽内では魚の排泄物など有機物が出るとアンモニアという有毒な物質が水中に溜まります
まず最初にこの有毒なアンモニアはニトロソモナス属のバクテリアが大量の酸素を消費し亜硝酸に分解します、しかし亜硝酸も有毒な物質です

次にニトロバクター属のバクテリアがこれも大量の酸素を消費することにより亜硝酸を硝酸に分解します
この硝酸は水素内で硝酸塩へ変化しますが亜硝酸よりは毒性が低いですが無害ではなく、自然界では硝酸塩を水草や藻類が養分として吸収されたり、嫌気性バクテリアが硝酸塩を窒素に変えて水中から放出されます
大型水槽の分解サイクルでは嫌気性域を再現することが難しいため最終的には水換えで水槽外へ取り除く場合がほとんどです

水槽立ち上げ時の工程を見てみると

アンモニア→分解→亜硝酸→分解→硝酸塩→水換えにより排出

というようになります

よく言う水槽立ち上げ時にスタートフィッシュを入れるのは、アンモニアを分解するニトロソモナス属バクテリアのエサを確保するため必用になるというわけです

実際の水槽立ち上げ時にスタートフッシュを投入し水質検査を行うと、まずアンモニアが検出されるようになってから少し遅れて亜硝酸が検出されるようになり、
アンモニアの検出がピークを過ぎて減少しだしてから少し遅れて亜硝酸の検出もピークを迎え減少してゆきます
この状態で『水槽の立ち上げが完了した』 ということになります

また、この二種のバクテリアは大量の酸素を消費して酸化作用によりそれぞれ アンモニア→亜硝酸、亜硝酸→硝酸 へと分解しますので濾過槽内の酸欠には注意が必要です
今まででお聞きしたアクアリストのかたや、ショップのかたの話を総合するとおおよそ15分～30分程度でリミットとのことでしたので
長時間にわたり水の循環を止める場合には濾過槽内へエアーレーションする等の対策をお勧めいたします

▶濾過槽に対する必用な加工

オーバーフロー式濾過槽では濾過容積が大きく、濾過能力が高いので観賞魚の飼育には大変有利な濾過システムといえますが、水槽本体のメンテナンス時や水換え作業時に、循環ポンプを停止し濾過槽内の水の循環が停止してしまうと短時間で濾過槽内のバクテリアにダメージが出てしまう恐れがあります。
これらに対処するため濾過槽のみで水の循環を自転させるシステムを組み込む事が重要であり、合せて濾過槽内でのエアーレーションによる酸素供給も極めて重要です
また、万が一のポンプの故障に備えて循環ポンプを複数台で運転することも重要です

以上が簡単な生物濾過の解説になります


次回は、上記説明で出て来たアンモニアについて解説する予定です
不定期の配信になりますが、今後ともよろしくお願いいたします