Количествено сравняване на две системи за отстраняване на нутриентите.
Paul Auger работи в биологичната лаборатория Чизапийк като нутриентен химик. Дипломирал се е в колежа „Сейнт Мери” в Мериленд като бакалавър на биологическите науки. За дипломната си работа е провел сравнително проучване на две системи на отстраняване на нутриентите. Също така е участвал в изграждането на морските системи на лабораторията. Пол отглежда риби от 12 години, в последните 6 – морски, а последните в 5 от тях се занимава с рифови аквариуми. Имал е няколко такива аквариума, като последния е 45 галона.
Това е обобщението от едногодишния му проект, проведен в колежа „Сейнт Мери” в едноименния град в щата Мериленд. Проучването се състои от 3 шест-седмични изследвания на 2 идентични 250 галонови рециркулационни системи с морска вода. Системите са еднакви по отношение на живите камъни, коралите, рибите и морските таралежи. Единствената разлика помежду им е начина на отстраняване на нутриентите. Система 1 е с дълбоко пясъчно дъно с пленум. Пленумите са проектирани с възможност за изследване на водата в пясъчния слой. Система 2 е изградена по берлинксия метод със скимер ETS 1000.
Целта на този експеримент е да определи кой от двата метода е по-подходящ за дълговременна употреба в рециркулирационния морски мезокосмос. Поддръжката на мезокосмос е свързана с много екологични рискове, както за организмите, така и за аквариста. Най-честия от всички прроблеми е еутрофикацията. Тя може да се причини от много фактори, като прехранване, претоварване на системата, лошо приготвена вода и лоша поддръжка на системата. Еутрофните условия могат да доведат до влошено здраве, често боедуване и преждевременна смърт на обитателите. Поддръжката на естествени химични, биологични и физични параметри в лабораторията и домашния аквариум е основна за добруването на организмите.
Проектът се фокусира на отнемащия капацитет на системите. Данните ще се представят графично и ще илюстрират приликите и разликите в двете системи. В основата на повечето анализи е експорта на нутриенти. Концентрациите на нутриентите могат да се сравняват една с друга в хода на времето, защото всички променливи в двата аквариума се контролират и поддържат еднакви.
Описание на системата:
Дизайна на системите е двуетажен – на горния етаж живеят организмите, а на долния е разположен съмп/пясъчно дъно според вида на системата. Аквариумът на горния етаж е с дължина 97,5 см, височина 13,4 см и ширина 67,8 см, обем 89 литра. Съдът под него е 97,5х60х67,8 см и обем 397 литра.
Към всяка система са свързани 2 аквариума с отвори за проточност. Те подслоняват рибите и таралежите. Циркулацията на всяка система се осъществява от една помпа Iwaki 45rlt. Изпарението се замества с автоматична система за доливане, а общото количество доляна вода се измерва във всеки опит. По време на всеки етап от експеримента не е правена смяна на водата. Използвана е осмозна вода 18 megohm. Морската вода е забърквана с Instant Ocean и е нагласявана на 36 на хиляда, като е контролирана с рефрактометър. Осветлението е с по една инсталация на Hamilton Reefsun, която се състои от две 175 ватови метал-халогенни крушки от 10000 К.
Живите камъни в проучването са взети от Маратонския ключ във Флорида. 200 фунта живи камъни (към 90 килограма) са добавени във всеки аквариум, след като са излекувани.
Корали – два вида. Първия вид – Саркофитон, е купен от магазина и произхожда от Фиджи. След аклиматизация е разделен на 16 части, които по 8 са разделени в двете системи. Втория вид корали е Поритес, събран от Маратон кий във Флорида. Пет колонии с максимални размери са събрани и пренесени. След аклиматизацията са създадени 16 по-малки колонии, като 8 от тях попадат в едната система, а 8 – в другата.
Риби - Fundulus heteroclitus, наловени от реката на Сейнт Мери в Мериленд. Всяка система получава по 150 грама риби. Рибите се хранят всеки ден за да се осъществи прехранването и вноса на нутриенти.
Морските таралежи са от род Litochinous (според Гугъл такъв дзвер нема) и купени от морски събирач от Флорида. След аклиматизиране във всяка система попадат по 4 екземпляра с еднакви размери.
Пясъкът е 400 фунта (180 кила) - взет от плажа на Флорида и от натрошени корали от Маратон кий. Използва се само в система 1.
Физични параметри:
Системите се проверяват 2 пъти дневно за: рН, редокс потенциал, концентрация на кислорода, температура, соленост, добавена храна.
Обяснение на пясъчното дъно: Пясъкът е събран, пакетиран в две 40 галонови пластмасови кофи и транспортиран мокър. Подир това е пресян по размера на зърното и разпределението в пясъчното дъно. Дълбочината на пленумите и на пясъка са:
----------------------горен слой
2 инча пясък
----------------------пленум 1
3 инча пясък
----------------------пленум 2
2 инча пясък
----------------------пленум 3
Всеки пленум е дебел 2 инча за да има достатъчно място за вземане на проби. Вземането на проби става през затворени и запечатани клапи, които се циркулират чрез малки смесващи помпи. Сондите за вземането на проби са разположени вътре и са запечатани. През сондите се измерва разтворения кислород и редокс потенциала. Нитратите, нитритите, фосфатите и водородния сулфид се измерват чрез директи проби, използвайки методите за вземане на проби от седимент, описани в учебника „Стандартни методи за анализ на вода и отпадъчна вода”.
Скимера е с размери – височина 69 см, диаметър 14,5 см, дължина на кутията 40 см, ширина на кутията 30 см, височина на кутията 40 см. Скимера работи с помпа Iwaki 1000rlt, през 747 см отходяща тръба. За всеки от 6-седмичните периоди скимера произвежда около 10 литра отпадъчна течност.
Аналитични методи:
Всички анализи на нутриентите са изпълнени с помощта на спектрометър Hach DR 3000. Амоняка е изследван по салицилатния метод на Hach #8155. Нитратите са мерени с помощта на кадмиево-редукцинния метод на Hach #8192. Нитритите са измервани по диазотизационния метод на Hach #8507. Ортофосфатът е измерван по аскорбиново-киселинния метод на Hach #8048. Хидроген сулфида е определян по метода на Hach #8131 с метиленово синьо.
Данни и изводи:
Пробите за нутриентен анализ са вземани всяка седмица в съответни времена от нулата. Всяка проба е тествана три пъти и концентрацията е получавана чрез регресионен анализ. След събиране на всички сурови данни, всяка група данни е комбинирана за всяко проучване (х3) и анализирана вариабилност от време нула. Във всяка група данни няма значими вариации между проучванията и по този начин е усреднена за всяко измерване и са получени средните стойности за дадено време за всеки нутриент. Казано по-просто, всички данни за амоняка на ден 0 в проучвания 1,2 и 3 са комбинирани и усреднени, зада се получи едно число (или точка на таблицата); така е постъпено със всеки нутриент във всеки времеви интервал от нулата.
Таблица 1 показва кумулативните данни от 3-те проучвания, усреднени и показани във времето от ден 0. Графично представяне на всеки отделен нутриент може да бъде проследено: Амонак, нитрити, нитрати, фосфати.
Кратко обобщение на графиките, за тези от вас, които не могат да ги отворят. Графиката на амоняка показва липса на значими различия във времето между двете системи. Тази на нитратите показва обща тенденция за покачване, но в берлинската система стойностите са приблизително двойно по-високи от съответстващите им по време в системата с пясъчно дъно. Графиката на нитритите е подобна на тази на амоняка. Таблицата показва ниски нива на кислород, нисък редокс потенциал, които съответстват на на условията, необходими за добро пясъчно дъно. Данните за нутриентите в самото пясъчно дъно баче показват малко по-различни стойности.
В тях можете да забележите ниски нитрати, нитрити и водороден сулфид. И това е добре. Но нивата на фосфатите са тревожно високи. Данните показват определено наличието на аномалия – стойности, много над нормалните. Логично е да очакваме да открием фосфати в седимента, но концентрации, високи като тези, намерени в слоевете на пясъчното дъно, учудват.
