Napowietrzanie wody w akwarium - techniki popularnie stosowane

Źródłem tlenu w wodzie jest tlen doprowadzony z powietrza atmosferycznego (proces dyfuzji gazów między ośrodkami woda-powietrze powodujący natlenienie powierzchniowe) oraz procesy fotosyntezy, które zachodzą tylko w obecności światła (przy jego braku rośliny pobierają tlen z wody). Rozpuszczalność tlenu w wodzie zależy od kilku parametrów. Są to:

• stosunek powierzchni zbiornika do całej masy wody w nim zawartej - im większa powierzchnia zwierciadła wody, tym łatwiejsze rozpuszczanie tlenu w wodzie
• stopień wzburzenia warstw powierzchniowych wody - przepływ dynamiczny wody (falowanie, kaskady) zwiększa skuteczność natleniania wody (ułatwia nasycenie tlenem wody w każdym jej punkcie) w porównaniu ze statycznymi zbiornikami
• głębokość zbiornika - w głębokich zbiornikach przy dnie ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie jest mniejsza ze względu na zużywanie go przez materię organiczną zalegającą dno
• czas potrzebny na osiągnięcie równowagi między stężeniami tlenu w wodzie a powietrzem atmosferycznym
• temperatura wody - wraz ze wzrostem temperatury wody maleje rozpuszczalność tlenu w wodzie oraz w wyższych temperaturach zwiększa się szybkość procesów biochemicznych zużywających tlen
• ciśnienie otoczenia - spadek ciśnienia przyczynia się do zmniejszania rozpuszczalności tlenu w wodzie
• natężenie fotosyntezy - jest ściśle zależne od intensywności światła, zawartości dwutlenku węgla w wodzie oraz temperatury wody (w sprzyjających warunkach stężenie rozpuszczonego tlenu w wodzie może wzrosnąć o około 1 mg/l)
• zasolenie zbiornika - wzrost zasolenia zbiornika powoduje, że rozpuszczalność tlenu maleje
• substancje zalegające w powierzchniowych warstwach wody skutecznie hamujące procesy wymiany gazów pomiędzy dwoma ośrodkami woda-powietrze - np. oleje, błona białkowa

Jeżeli tlen rozpuszczony w wodzie znajduje się w równowadze z tlenem występującym w atmosferze mówimy o stuprocentowym nasyceniu wody tlenem. Należy także pamiętać, że układ woda-powietrze zawsze dąży do równowagi zawartości rozpuszczonego tlenu w wyniku jego zużycia i dostarczania.

O deficycie tlenu mówimy wówczas, gdy istnieje różnica między stężeniem tlenu w stanie nasycenia w danych warunkach (przy tej samej temperaturze i ciśnieniu), a jego rzeczywistą zawartością w wodzie.

O przesyceniu wody tlenem i innymi gazami mówimy, gdy stężenie rozpuszczonego tlenu w wodzie jest większe niż w atmosferze (przy takiej samej temperaturze i ciśnieniu). Zjawisku temu sprzyja gwałtowny wzrost temperatury lub spadek ciśnienia oraz wzmożone procesy fotosyntezy. Jego skutkiem jest choroba gazowa (bąbelkowa) ryb - przesycenie wody już o 30% powoduje ich śnięcie.

Skutki niedotlenienia zbiorników powodują:

• choroby ryb i innych organizmów
• zakwit glonów (głównie sinic)
• obumieranie roślinności na skutek wzrostu makroelementów i mikroelementów
• wzmożenie procesów denitryfikacji, amonifikacji (na skutek tworzenia warunków beztlenowych w martwej materii organicznej zalegającej dno)

Dodatkowe napowietrzanie w akwarium stosujemy, gdy zaobserwujemy, że nasze ryby przebywają większość czasu bezpośrednio pod zwierciadłem wody i wyeliminowaliśmy inne możliwe przyczyny tego stanu oraz w przypadkach sporej obsady w stosunku do niewielkiej ilości roślin.

Ogólnie mówiąc napowietrzanie dodatkowymi urządzeniami akwarystycznymi jest to sztucznie wywołany proces, który ma na celu wprowadzenie tlenu do cieczy oraz wyrównanie jego stężenia w każdym punkcie. Dodatkowo wprowadzony tlen przyczynia się do usunięcia niepożądanych gazów z wody (np. tlenek węgla) oraz bierze udział w częściowym utlenianiu zanieczyszczeń.

Na efektywność przewietrzania wody wpływają:

• temperatura wody - ze wzrostem temperatury maleje rozpuszczalność tlenu w wodzie
• wielkość pęcherzyków powietrza - im większe, tym ilość dostarczanego tlenu maleje i gorsze jest jego wykorzystanie
• ruch wody - wymusza dłuższą drogę pęcherzyka oraz wyrównuje stężenie tlenu w każdym punkcie zbiornika
• długość drogi pęcherzyka - im jest większa, tym jest więcej czasu, aby tlen przeniknął do wody
• przepuszczalność warstwy powierzchniowej - jeżeli jest zablokowana (np. wystąpieniem błony białkowej), to przenikanie tlenu jest znacznie ograniczone

W akwarium dodatkowe napowietrzanie odbywa się przez użycie:

• dodatkowych roślin (napowietrzanie naturalne)
• filtrów z funkcją dodatkowego napowietrzania lub przez odpowiednie ustawienie jego wylotu
• deszczownicy (służy głównie do wzburzania powierzchni wody)
• pompki membranowej (brzęczyka) - pompy tłoczącej powietrze za pomocą membrany
• pompki tłokowej - powietrze pompowane jest przez poruszający się tłok w cylindrze
• turbiny napowietrzającej - powietrze pompowane jest za pomocą wirnika
• kostki lub kurtyny napowietrzającej - elementy dodatkowe, które rozbijają doprowadzony strumień powietrza

Przy wyborze sprzętu powinniśmy zwrócić uwagę na  następujące parametry:

• wydajność [l powietrza/h]
• moc [W]
• maksymalna wysokość podnoszenia [m]
• maksymalna pojemność zbiornika, jaką może obsłużyć [l]
• możliwość regulacji wydajności
• liczba wylotów powietrza
• liczba membran