硝化系統

changpa

一、前言

硝化系統是硝化反應系統的簡稱，指硝化細菌將氨（NH3）氧化為亞硝酸鹽（NO2－），或將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽（NO3－）的反應系統。負責執行這項任務的硝化細菌，分別是「亞硝酸菌」及「硝酸菌」：在有氧氣存在時，首先由亞硝酸菌把氨氧化為亞硝酸鹽，其次由硝酸菌再把亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽。

氨是養魚過程中的必然產物！因為氨有劇毒性，只需在極低濃度之下，可能就對健康的魚只產生足以致命的威脅，而氨可藉由硝化系統將之消除，因此若能藉由硝化細菌的硝化作用，不斷地把氨給消除掉，將能使養殖魚類之健康與安全獲得更大的保障。筆者有鑒於此，特別針對「如何在水族缸中建立硝化系統」之熱門話題，采訪柯老師（註：柯老師以前的碩士論文與此有關），希望聽聽他的看法。

在訪談中，柯老師表示：「若能在純養魚缸的過濾器中提供足夠的生物濾材供硝化細菌著床，以及能讓富含氧氣的循環水充分且不斷地流經過濾系統，硝化系統自然就能自動建立，只是時間遲早的問題而已。因此，想在水族缸中建立硝化系統絕對不是問題，如何在硝化系統尚未建立之前，避免魚類受到氨毒的傷害，才是我們應該關切的重點！」以下是這次采訪過程的摘要。

二、氨化作用與氨的累積

氨化作用是指魚排泄物（如糞便）或殘餌，經由「氨化細菌」（異營性細菌之一）分解之後，將其中可利用之殘留蛋白質轉化成氨之作用。經由氨化作用之運作，可將排泄物及殘餌清除，但卻將副產的氨釋放於水中，它可能對魚類造成嚴重的傷害。所幸，藉由硝化細菌之硝化作用，能把水族缸所衍生的氨消除，最後讓水質得以有獲得凈化之機會。

氨化作用是由氨化細菌來執行的，這類細菌能在水族缸中自生。由於它們的生長及繁殖速度極為快速，在水族缸中能迅速形成龐大的族群，並能夠很有效率地分解有機廢物，使有機汙染指數（如BOD）得以降低，不過卻將氨直接排泄於水中。這時候如果沒有足夠的硝化細菌數量，藉以發揮更高效率的硝化作用，把這些氨及時消除掉，那麽氨的生產速度必快於被消費速度，易使氨在水族缸中造成累積現象，進而發生毒害問題。

在水族缸中，硝化細菌的來源，就如同氨化細菌一般亦能自生，而且也能形成另一龐大的族群，不過這得需要一些時間才行！因為硝化細菌的生長及繁殖速度相當緩慢（比長在玻璃上的青苔還慢），所以在魚類放養初期，經常無法繁殖出足夠硝化細菌數量，藉以進行有效率的除氨功能。職是之故，魚類發生氨中毒事件，主要是在魚類放養初期造成的（新缸癥候群）。例如，有些人把新買的魚，一次悉數放養至新布置的水族缸中，大約過了一星期之後，魚就開始一只只的暴斃，雖然令人感到有些心疼，不過會發生這事件可是一點也不意外。

三、氨、亞硝酸鹽及硝酸鹽濃度的消長

1. 氨濃度的消長：把新買的魚放養至新布置的水族缸中，立即會激活氨化作用的反應機制，藉由氨化細菌對魚排泄物的分解作用開始產生氨。隨著魚排泄物數量逐漸增加，以及氨化細菌不斷快速增殖及消費，氨的產量也迅速增加。例如，由0 ppm → 0.1 ppm → 0.5 ppm → 0.8 ppm…等。經過一段時間之後，由於亞硝酸菌在生物濾材表面逐漸形成菌落，並開始消費循環水中的氨，使氨的濃度增加速度減緩，甚至於逐漸下降，因此氨濃度的消長，形成一鐘形曲線的走勢，最後仍可能回歸至0 ppm或極接近0 ppm的水準。

2. 亞硝酸鹽濃度的消長：亞硝酸鹽的消長過程與氨相似，不過它的激活時間較慢，基本上也是形成一鐘形曲線的走勢。即隨著氨濃度逐漸增加，以及亞硝酸菌不斷增殖及消費，亞硝酸鹽的產量也逐漸增加，但硝酸菌也在這時候開始消費亞硝酸鹽，結果亞硝酸鹽的濃度變化，可由0 ppm → 0.05 ppm → 0.08 ppm → 0.1 ppm…等不斷增加，直到達到一個高峰值之後又逐漸下降，最後仍可再回歸至0 ppm或極接近0 ppm的水準。一般而言，它的鐘形曲線之高峰值通常比氨低，但基座比氨廣，有些接近碟形。

3. 硝酸鹽濃度的消長：硝酸鹽濃度的消長過程，與氨及亞硝酸鹽不同，而且激活時間也最慢。由於亞硝酸鹽受到硝酸菌不斷增殖及消費的結果，使得硝酸鹽濃度有逐漸增加之傾向，複因在水族缸中，往往缺乏足以讓「脫氮細菌」發生厭氣性分解之有利條件，使得硝酸鹽成為氮循環的最終產物，無法再還原為其它低氧化態的氮化合物，因此它的濃度只會持續增加而不會減少。若要硝酸鹽濃度減少，除非不再餵魚（很難辦到），或只能*局部換水才能達到目的。

四、如何從養魚過程中建立硝化系統

在水族缸中，氨的累積濃度與養魚數量成正比，與水量成反比。因此養魚數量越少，水量越多，氨的累積濃度一定較低。若明白這道理，我們也可以一邊養魚，一邊進行硝化系統之建立。此種從養魚過程中建立硝化系統，可稱得上是最自然的建立方法。

本法為在一定水量中，利用對養魚數量的控制，使氨的累積濃度不足以達到危害魚類的程度，但仍能夠作為有效培養硝化細菌的能源。在實際操作時，必須將欲飼養的魚類分成若幹階段放養，使每階段在放養期間，氨的累積濃度都能控制在安全範圍之內。如此一來，就不致於發生氨中毒事件，而硝化系統也能在最後的放養階段被建立起來。

具體的作法如下：假設在一定量水體中魚類合理的飼養量是12只，我們可以考慮在45天以內分三批放養（因硝化系統之自然建立通常約需要45天左右的時間）。例如，每個隔約15天放養一批。第一批只放養二只，第二批放養5只，第三批放養7只。在放養期間，餵食一切正常，不必減量餵食，但仍需定期局部換水，同時最好再配合氨及亞硝酸鹽的檢測。在這過程中，可以不必添加任何硝化細菌制劑（硝化細菌會自生）。

五、如何在未養魚之前先建立硝化系統

「養魚先養水、養水先養菌（硝化細菌）」這是在未養魚之前先建立硝化系統的主要憑借。由於硝化細菌是一種「自營性生物」（水草也是），所以必須針對它營養的需求，提供必要的無機養分，才能讓它有成長及繁殖之機會。

硝化細菌就如同水草一般，可以將二氧化碳與水合成有機物，所不同的是，水草系利用「光能」來進行這反應，而硝化細菌則是利用氨或亞硝酸鹽氧化所獲得之「化學能」來進行這反應。除此之外，硝化細菌也像水草一樣，必須吸收無機養分才能正常成長及繁衍，而且二者的必要養分幾乎完全相同。了解硝化細菌的營養特性之後，我們就可以在未養魚之前，事先培養足夠的硝化細菌，藉以建立硝化系統。

具體的作法如下：取適量的銨鹽（例如硫酸銨）溶於缸水中，最好能控制總氨量約200 ppm（只是建議量，因為在這濃度之下，休眠菌較能快速活化，以及較能確保硝化細菌有足夠的繁殖數量），再添加適量的水草液肥（需含有磷的成分），然後加入適量的硝化細菌制劑（最好是活菌），不定期調節pH值，使pH經常保持為弱堿性（使用小蘇打調節最理想，亦可兼作為碳源）。養菌期間，過濾操作系統必須保持24小時的激活狀態，但不換水。一星期之後，開始定期（如每隔2-3天）測試總氨量、亞硝酸鹽，以及硝酸鹽的濃度各一次，直到最後的測試結果為：總氨量和亞硝酸鹽均接近0 ppm，而硝酸鹽呈現高濃度狀態，就表示硝化系統已經建立。這時候，可以換水，並開始放養魚類。

paoneon

如果趕時間手癢的話
可以先放一隻小魚
每天固定少量餵食即可
每周固定換水十分之一
待一個月後，觀察缸中藻相，若是出現綠藻的話，即代表硝化系統開始運作中
如此可以縮短很多等待的時間
且可以培養耐性喔

fuhan666

個人覺的放硝化菌最快最安心
三四天就搞定了