这是我在香港一本水族饲养杂志，水族天地 (Aquazone) 第 33 期所写的一篇稿。请指教！

1.0        封闭式鱼缸

众所周知，饲养海中生物在海水缸里必须提供一个类似海洋的环境。不论是海洋或是鱼缸里的生物，新成代谢或光合作用，都会制造其排泄物。庞大的自然海洋生态环境里，动物和植物能自动互相平衡，制造一个适合生存的空间。封闭式鱼缸里的过滤系统因海水（或人造海水）不断循环而逐渐形成废物堆积，只好借助蛋白质分离器，硝化菌和其他生物与化学过滤系统以化解动物所制造的废物。喂食习惯，饲养密度，生物生存率，换水的频率，滤材的效率和一些其他人为的原因都可能会造成其过滤系统不胜负荷而余留下一些副产品；其中即本文将提到的其中两种，硝酸鹽和磷酸鹽。

2.0        硝酸鹽 （Nitrate, NO3）从哪里来？

硝酸盐是有氧硝化菌在新陈代谢时把含高蛋白质的饲料为根源，将氨化解为亚硝酸鹽再转换的最后产品（如图一）。如果鱼缸里的微氧状态下的反硝化作用 (Denitrification) 来不及把硝酸盐在化解为氮就会造成硝酸盐堆积在鱼缸里。再者，氮在大气层中就占了约79%，一部分的氮将经过水面溶于水里。有一种自然现象即固氮作用（Nitrogen Fixation）。光合作用细菌（cyanobacteria）将不能直接被植物吸收的氮，化解成氨然后进而化成亚硝酸盐和硝酸盐 （Sprung, 2002）。如下。

N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−

[ 本帖最后由 jgshuwei 于 2007-6-7 02:15 编辑 ]

同时，如果在加水和换水时使用的不是用纯水或 RO(Reverse Osmosis) 水，有些地区的自来水里硝酸鹽浓度偏高，日久在鱼缸里堆积也是得处理的问题。也有人相信，除了蛋白质分离器，所有人造机械和化学过滤系统会造成较高的硝酸鹽水平（Borneman, 2001）。

3.0过量硝酸鹽的后果

不同的作者有不同的定义关于过量硝酸盐，过量硝酸盐即其量将影响珊瑚礁生物的正常健康发展，甚至对其生命有威胁。如 Delbeek & Sprung (2005）建议少于 1 ppm (NO3-N)；Borneman (2001）则指出应少于10 ppm (NO3-N)；Kipper (1994)也说该控制少于50 ppm (NO3-N)。一般上，过量的清形会助长无法控制的藻类生长。然而，影响最大的是 pH 值的稳定性。从以上的化学方程式可见到当在硝化过程中，当氨转换成亚硝酸盐，接着硝酸盐，其过程都会释放质子 (proton)，因而降低 pH 值。也有报告说，在大约 10 ppm (NO3-N) 的硝酸盐浓度会促使高速珊瑚的成长率，接而影响钙在鱼缸的使用度。在一个封闭式的鱼缸里，这些水质的变化都是极度需要关注的 (Delbeek & Sprung，2005）。

4.0 磷酸鹽 (Phosphate, PO4) 又是哪里来？

在任何一种鱼饲料里，都含顯著的有机磷。鱼缸里任何有机磷都是不稳定的，只要有一定的分泌物就会分解成磷酸盐。比如说，在薄片饲料中，磷酸盐就占了 3% 的比重。如果在一个 380 公升的鱼缸里，喂食了 5 公克的薄片饲料，很可能就一次就输入了 0.4 ppm 的正磷酸盐于此鱼缸里 （HOLMES-FARLEY,2002）。与此同时，吃了含磷的食物的动物，也将同样的把一部分的磷转换成磷酸盐 （如图二）。更严重的是当鱼缸里过量喂食已成了习惯。Delbeek & Sprung (2005）也特别强调，某些牌子的活性炭也可能会释放磷酸盐。Dakin (2003) 报道一些人造海盐也含有磷酸盐的成分。

换水和加水的源头如非纯水，一些地区的水供含高量磷酸盐。就算水源使用 RO 水，其过滤效率也不过是 90-95% 而已。举个例子，在磷酸盐浓度 1ppm 的水源，换 10% 的水将提高原有磷酸盐的浓度多达 0.05-0.1 ppm。

5.0 过量磷酸盐的后果

虽然有些珊瑚可以忍受至 0.1 ppm 正磷酸盐 (Orthophosphate, PO43-),一般上为了珊瑚的健康成长，鱼缸里的正磷酸盐须保持在 0.045 ppm 以下。市场上业余的测试器都是以含磷度 (phosphate-phosphorous，PO4-P)为单位，而且很难测试出于 0.015 至 0.020 ppm 的含磷度。这范围则是两种丝藻 Derbesia 与Bryopsis 最适合的生长环境。所以，有一些误会就产生了，在测试没有含磷度的鱼缸里，这两种丝藻还是茂盛的丛生 (Delbeek & Sprung，2005）。也有报告在高于 2mg/l 的浓度中，磷酸盐会促进红藻无节制的生长,因为负荷会随着食物和水中生物生长过剩而增加，所以磷酸盐的行量就会不断升高。(Kipper,1994)

过量的磷酸盐造成最显著的负面影响是仰止珊瑚和钙化藻的钙化过程 (Calcification)。磷酸盐将会在钙化过程中使钙沉淀妨碍碳酸钙 (Calcium carbonate, CaCO3) 的形成。当钙化过程中断时，珊瑚的组织也将萎缩(HOLMES-FARLEY,2002)。

6.0 怎么办？

有很多方法可以减少硝酸盐和磷酸盐，在本文中只将提到其中一个能一石二鸟而操作上又经济又方便的方法，即将一个独立式的藻缸 (Refugium) 成为生物过滤系统的一部分。

7.0 适合的种类

任何生长得快的藻类都适合成为藻缸的住客。很多专家都建议厥藻科 (Caulerpa spp.)作为藻缸的选择。其中有葡萄藻 (Caulerpa racemosa var. macrophysa, 如照片一), 扭纹藻(Caulerpa prolifera， 如照片二)，羽毛藻(Caulerpa sertularioides，如照片三) 等等都是一些选择。也有一些人，以红树 (Rhizophora spp.)来代替一部分的藻类。这做法没有不对，然而其吸取硝酸盐和磷酸盐的功效没有藻类来得快。不过，红树的根部将是个无氧区而可以进行反硝化作用。

8.0 光照

青色的藻类普遍上都需要强光，因此光照是藻缸里其中一个不可缺少的条件。Adey & Loveland (1991) 就建议相反白昼光合作用 (Reversed Daylight Photosynthesis, RDP) 即藻缸的光照时间与主缸相反。这做法的好处是保持整个鱼缸的水溶性含氧量白天和晚上比较平衡。白天，共生藻会产生氧气和吸收二氧化碳，晚上则有藻缸的藻类进行光合作用。同时，减少水溶性二氧化碳在鱼缸里的波动可确保一个比较稳定的 pH 值。笔者则比较倾向 24 小时的光照，虽然没有什么科学研究根据来支持这论点，让藻类生长得快些也就是说硝酸盐和磷酸盐将会被藻类吸收的更快。

9.0 藻缸的容量

Kipper (1994) 建议藻缸的容量最少是 10-20% 主缸的容量。Borneman (2003) 也提议了以下表一的主缸容量，藻缸容量及流水量。

Filter Box        Main Tank Size        Flow
(Inch)        (Gallons)        (Gallons/Hr)
24x10x12        65        800
30x12x16        95        1000
36x12x18        135        1200
36x16x18        240        1500
表一：藻缸，主缸及流水量

10.0 维修保养

藻缸一定得避免过度繁殖，以免导致过度生长密度，因而造成所有藻类突然死亡。此类自然调节对于水族缸的水质来讲，是一场大灾难！所以，尽可能每个星期采集修剪过渡繁殖的藻类。这也是我们要的结果，把硝酸盐和磷酸盐从水族缸里移走。

11.0 藻缸的位置和设计

Kipper (1994) 建议将未过滤的水首先经过藻缸，再进入真正的过滤系统。笔者认为，任何过滤媒体将造成水质变酸性（低 pH 值），如钙反应器 (Calcium Reactor) 和硫磺反应器 (Sulfur Reactor) 等都该置在藻缸之前，因为水流经过藻缸之后，其碱度和含氧量都会在光合作用之后提高。

藻缸也可以用来控制鱼缸的碱度，以一个pH 控制器来控制二氧化碳的流量。如果整个鱼缸系统降低到一个预设定的 pH，比如 7.8 就把二氧化碳的供给关了。相反的，当碱度提高了，比如说8.4， 那就把二氧化碳的供给开了。

如果在主缸不想加底沙，尤其是在小水螅体硬珊瑚 (Small Polyps Stony Coral, SPS)的珊瑚缸里，可以考虑在藻缸加入 Jaubert 式厚底沙过滤。

12.0 藻缸的作用

讲了这么多关于藻缸的一切，到底藻缸的效率有多少？根据 Larned （1998）在夏威夷收集了九种常见的藻类并且分析其组织里的磷和氮比重，表二如下。就以大葡萄藻 (Caulerpa racemosa)来说,就含有 0.08% 干基重量 (dry weight) 磷和 5.6% 干基重量氮。如果在一个 250 公升总容量的鱼缸收割采集 30 g 干基重量的大葡萄藻离开此缸，也就是等于消除了 24 mg 或大约减少了 0.1 ppm 的磷和 1.68 g 或接近 7 ppm 的氮。

表二 ：Nitrogen and phosphorus concentrations (% dry wt) and
total nitrogen:phosphorus (TN:TP) ratios in macroalgae tissues
under field conditions.

Species        Nitrogen        Phosphorus        TN:TP
Caulerpa racemosa        5.6        0.08        148.7:1
Caulerpa sertularioides        12.7        0.14        198.9:1
Codium edule        1.46        0.01        33.4:1
Dictyosphaeria versluysii        0.78        0.06        27.2:1
Gracilaria salicornia        0.93        0.07        29.5:1
Kappaphycus alvarezii        0.63        0.05        29.7:1
Padina japonica        1.32        0.08        38.2:1
Sargassum echinocarpum        1.32        0.08        38.2:1
Ulva fasciata        2.69        0.12        48.3:1


Sprung (2002) 指出，就算是在 Jaubert 式厚沙层 (Deep Sand Bed, DSB) 的过滤系统里，海藻也会先将氨/铵消耗掉，使硝化菌没有原料来制造亚硝酸鹽和硝酸鹽。同时，海藻也吸收硝酸鹽为其营养。所以，海藻可以说能负责将硝酸鹽直接减少。

除此，藻缸能丰富整个鱼缸系统里的生物链。藻类能生产孢子来繁殖，而这些孢子则是滤食性软体动物的主食，这其中也包括了浮游动物。结果，整个鱼缸建立了一个比较平衡的食物链。

如果再添加一个独立藻缸于现有的鱼缸，其总容量的增加使水质管理上的稳定有极大的帮助。而且，藻缸也增加了另一个生存的空间给那些不能与主缸生物共处的生物。